KR102467517B1 - A method for predicting the occurrence of black ice using acoustic images - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법은, 노면 환경 정보와 노면의 음향 이미지를 수신하는 단계와, 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계와, 수신한 음향 이미지를 분석하여 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인을 판단하는 단계, 그리고 충족하는 것으로 판단한 상기 발생 조건의 종류와 소음의 발생 원인에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 도로 주변에 설치된 음향 카메라가 획득한 음향 이미지를 애용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측 가능하므로, 환경 조건과 상관없이 신뢰도 높은 블랙 아이스 발생 정보를 제공할 수 있다. The present invention relates to a method for predicting the occurrence of black ice using an acoustic image. The method for predicting occurrence of black ice using an acoustic image according to an embodiment of the present invention includes receiving road surface environment information and an acoustic image of a road surface, and receiving Determining whether at least one occurrence condition for generating black ice is satisfied based on road surface environment information, analyzing a received acoustic image, and determining a cause of noise measured on the acoustic image, and and determining a probability level of occurrence of black ice based on the type of the occurrence condition determined to be satisfied and the cause of the noise. According to the present invention, it is possible to accurately predict the occurrence of black ice even in environmental conditions (fog, nighttime, etc.) in which it is difficult to secure a view by determining whether black ice has occurred on the road surface using the acoustic image acquired by the acoustic camera installed around the road. Therefore, highly reliable black ice generation information can be provided regardless of environmental conditions.
Description
본 발명은 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로 주변에 설치된 음향 카메라가 획득한 음향 이미지를 이용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측할 수 있는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting the occurrence of black ice using acoustic images, and more particularly, by determining whether or not black ice occurs on a road surface using acoustic images acquired by acoustic cameras installed around roads, under environmental conditions in which it is difficult to secure visibility. It relates to a black ice occurrence prediction method using acoustic images that can accurately predict black ice occurrence even in fog, nighttime, etc.
기온이 갑작스럽게 내려갈 경우 낮 동안 내린 눈이나 비가 아스팔트 도로의 틈새에 스며들었다가, 밤사이에 도로의 기름, 먼지 등과 섞여 도로 위에 얇게 얼어붙는 도로 결빙 현상이 발생할 수 있다.When the temperature suddenly drops, snow or rain that fell during the day seeps into the cracks of the asphalt road, and then mixes with oil and dust on the road overnight to form road icing, which freezes thinly on the road.
특히, 이와 같은 도로 결빙 현상은 얼음이 워낙 얇고 투명하게 형성되므로 도로의 검은 아스팔트 색이 그대로 비쳐 보여서, 검은색 얼음이란 뜻의 블랙 아이스(black ice)란 이름이 붙여졌다.In particular, in such a road icing phenomenon, since the ice is formed so thin and transparent that the color of the black asphalt of the road can be seen as it is, it has been named black ice, which means black ice.
이러한 블랙 아이스는 도로 주행 시 눈에 잘 띄지 않고 단순히 도로가 조금 젖은 것으로 생각하기 쉽기 때문에 차량 미끄럼 사고의 주요 원인이 된다. 특히, 다리 위나 호숫가 주변의 도로, 또는 그늘이 져 있는 커브 길과 같이 기온의 차이가 큰 곳에서는 눈비가 내리지 않더라도 블랙 아이스가 발생하기 쉽기 때문에 운전자는 기후에 상관없이 블랙 아이스에 대한 주위가 요구된다.Such black ice is a major cause of vehicle skid accidents because it is not easily noticeable when driving on the road and it is easy to think that the road is simply a little wet. In particular, black ice is easy to occur in places with large temperature differences, such as on bridges, on roads near lakesides, or on shaded curved roads, even if it is not snowing or raining, so drivers are required to be careful about black ice regardless of the climate .
이와 같은 블랙 아이스를 탐지하기 위해서, 종래에는 노면을 촬영하여 영상 분석 기술을 통해 블랙 아이스를 탐지하는 방법이 사용되었는데, 이와 같은 영상 분석을 이용한 블랙 아이스 탐지 방식은 날씨 및 밝기 등에 의한 제약이 비교적 크게 작용하는 것으로, 구름 또는 안개가 꼈다거나 날이 어두운 야간에는 시야 확보가 어렵게 되므로 판단의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.In order to detect such black ice, conventionally, a method of detecting black ice by photographing the road surface and using image analysis technology has been used. The black ice detection method using such image analysis has relatively large restrictions due to weather and brightness. As a function, there is a problem in that the accuracy of judgment is reduced because it is difficult to secure a view at night when there is cloud or fog or when the day is dark.
따라서, 구름이나 안개가 꼈다거나 날이 어두운 야간에도 블랙 아이스의 발생을 정확하게 예측할 수 있는 블랙 아이스 발생 예측 방법에 대한 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a method for predicting the occurrence of black ice that can accurately predict the occurrence of black ice even at night when it is cloudy or foggy or when the day is dark.
본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 도로 주변에 설치된 음향 카메라가 획득한 음향 이미지를 이용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측할 수 있는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art mentioned above, and an object of the present invention is to determine whether black ice is generated on the road surface using an acoustic image obtained by an acoustic camera installed around the road, thereby securing visibility. To provide a black ice occurrence prediction method using acoustic images that can accurately predict black ice occurrence even in difficult environmental conditions (fog, night, etc.).
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하여, 결정된 등급에 따라 블랙 아이스의 발생을 대비하거나 또는 결정된 등급에 따른 적정 수준의 대응을 가능하도록 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.Another object to be achieved by the present invention is to prepare for the occurrence of black ice according to the determined level by determining not only whether or not black ice occurs, but also to determine the probability level of black ice based on various environmental information, or to prepare for the occurrence of black ice or to obtain an appropriate level according to the determined level. It is to provide a black ice occurrence prediction method using an acoustic image that enables the correspondence of
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 블랙 아이스가 발생하기 위한 조건이 충족되는 상황을 다양화하여, 블랙 아이스 발생 가능성을 정확하게 예측할 수 있는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a black ice generation prediction method using acoustic images capable of accurately predicting the possibility of black ice occurrence by diversifying situations in which conditions for occurrence of black ice are satisfied.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 블랙 아이스의 발생을 예측하기 위해 획득하는 음향 이미지를 통해 도로의 교통흐름 또는 사고발생 등을 판단하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for predicting the occurrence of black ice using an acoustic image that determines traffic flow or an accident on a road through an acoustic image obtained to predict occurrence of black ice.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법은, 노면 환경 정보와 노면의 음향 이미지를 수신하는 단계와, 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계와, 수신한 음향 이미지를 분석하여 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인을 판단하는 단계, 그리고 충족하는 것으로 판단한 상기 발생 조건의 종류와 소음의 발생 원인에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 포함한다.A black ice occurrence prediction method using an acoustic image according to an embodiment of the present invention includes receiving road surface environment information and a road acoustic image, and at least one method for generating black ice based on the received road surface environment information. Determining whether each generation condition is met, analyzing the received acoustic image and determining the cause of the noise measured on the acoustic image, and based on the type of the generation condition determined to be satisfied and the cause of the noise and determining a grade of possibility of occurrence of black ice.
이때, 블랙 아이스 발생 예측 방법은 판단된 소음의 발생 원인에 따라 교통흐름을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the black ice generation prediction method may further include determining the traffic flow according to the determined cause of the noise.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법은 판단된 소음의 발생 원인에 따라 사고발생 또는 요구조자 발생을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the method for predicting occurrence of black ice may further include determining whether an accident occurs or a victim is generated according to the determined cause of noise.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 조건에는 노면의 온도 조건, 노면의 복사열 조건 및 노면의 물기 조건이 포함되며, 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계는 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계와, 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계, 그리고 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the black ice occurrence prediction method, occurrence conditions include road temperature conditions, road surface radiant heat conditions, and road moisture conditions, and the step of determining whether each occurrence condition is met includes determining whether the temperature conditions are met, and It may include determining whether a condition is satisfied, and determining whether a radiant heat condition is satisfied.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 수신한 노면 환경 정보에는 노면의 온도가 포함되며, 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 노면의 온도가 O℃ 이하이면 온도 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.In addition, the road surface environment information received in the black ice occurrence prediction method includes the temperature of the road surface, and in the step of determining whether the temperature condition is satisfied, it can be determined that the temperature condition is satisfied if the received road surface temperature is 0 ° C or less. have.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 수신한 노면 환경 정보에는 노면의 습도, 노면 주변의 강수량, 노면의 노점온도가 포함되며, 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 노면의 습도가 임계 습도 이상이거나, 또는 수신한 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나, 또는 수신한 노면의 온도가 수신한 노면의 노점온도 이하이면 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.In addition, the road surface environment information received in the black ice occurrence prediction method includes the humidity of the road surface, the amount of precipitation around the road surface, and the dew point temperature of the road surface. , or if the amount of precipitation around the received road surface is greater than or equal to the threshold amount of precipitation, or if the temperature of the received road surface is less than or equal to the dew point temperature of the received road surface, it may be determined that the wet condition is satisfied.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 수신한 노면 환경 정보에는 노면의 복사열이 포함되며, 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 노면의 온도가 제1 임계 온도 이하이며 동시에, 수신한 노면의 복사열이 임계 복사열 이하이면 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며, 제1 임계 온도는 O℃보다 높게 설정된 온도일 수 있다. In addition, the road surface environment information received in the black ice occurrence prediction method includes the radiant heat of the road surface, and the step of determining whether the radiant heat condition is satisfied is that the received road surface temperature is equal to or less than the first threshold temperature and at the same time, the received radiant heat of the road surface. If it is less than this critical radiant heat condition, it is determined that the radiant heat condition is satisfied, and the first critical temperature may be a temperature set higher than 0°C.
또한, 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는 수신한 노면의 온도가 제2 임계 온도 이하이면 수신한 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과하더라도 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며, 제2 임계 온도는 O℃보다 낮게 설정된 온도일 수 있다. In addition, in the step of determining whether the radiant heat condition is satisfied, if the temperature of the received road surface is less than or equal to the second critical temperature, it is determined that the radiant heat condition is satisfied even if the radiant heat of the received road surface exceeds the critical radiant heat, and the second critical temperature is 0°C. It may be set to a lower temperature.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 주의 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건만을 충족하거나, 물기 조건 및 복사 열 조건만을 동시에 충족하면, 발생 가능성 등급을 주의 등급으로 결정할 수 있다.In addition, in the black ice occurrence prediction method, the occurrence probability class includes a caution class, and the step of determining the occurrence probability class satisfies only one of the temperature condition, the water condition, and the radiant heat condition, or only the water condition and the radiant heat condition at the same time. If it is satisfied, the probability of occurrence can be determined as a caution level.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 경고 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건을 충족하고, 동시에 물기 조건 및 복사열 조건 중 어느 하나의 조건을 충족하면, 발생 가능성 등급을 경고 등급으로 결정할 수 있다.In addition, in the black ice occurrence prediction method, the occurrence probability grade includes a warning grade, and the step of determining the occurrence probability grade satisfies the temperature condition and at the same time satisfies any one of the water condition and the radiant heat condition, the occurrence probability grade can be determined as a warning level.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 위험 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건을 모두 충족하고, 음향 이미지상에 측정된 소음 중, 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰이 발생 원인으로 판단된 소음이 존재하지 않으면 발생 가능성 등급을 위험 등급으로 결정할 수 있다.In addition, in the black ice occurrence prediction method, the occurrence probability class includes a risk class, and the step of determining the occurrence probability class satisfies all temperature conditions, wet conditions, and radiant heat conditions, and among the noise measured on the acoustic image, the tire and If there is no noise determined to be the cause of friction between black ice, the probability of occurrence may be determined as a risk level.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법에서 발생 가능성 등급에는 발생 등급이 포함되고, 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건을 모두 충족하고, 음향 이미지상에 측정된 소음 중, 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰이 발생 원인으로 판단된 소음이 존재하면 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있다.In addition, in the black ice occurrence prediction method, the occurrence probability class includes the occurrence class, and the step of determining the occurrence probability class satisfies all temperature conditions, moisture conditions, and radiant heat conditions, and among the noise measured on the acoustic image, the tire and If noise determined to be caused by friction between black ice exists, an occurrence possibility grade may be determined as an occurrence grade.
또한, 블랙 아이스 발생 예측 방법은 발생 가능성 등급이 발생 등급으로 결정되면 발생한 블랙 아이스를 향해 염수를 분사하는 단계, 그리고 염수의 분사가 완료되면, 염수 분사가 완료된 시점으로부터 소정의 지연시간을 가진 후 추가 수신한 음향 이미지를 분석하여 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰소음이 측정되었는지 재판단하고, 재판단한 결과에 따라 발생 가능성 등급을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the black ice occurrence prediction method includes the steps of spraying salt water toward the generated black ice when the occurrence probability level is determined as the occurrence level, and when the spraying of salt water is completed, after a predetermined delay time from the time when the salt water spraying is completed, additional The method may further include determining whether friction noise between the tire and the black ice is measured by analyzing the received acoustic image, and adjusting a probability level according to the determined result.
본 발명에 의하면, 도로 주변에 설치된 음향 카메라가 획득한 음향 이미지를 애용해 노면의 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하여, 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측 가능하므로, 환경 조건과 상관없이 신뢰도 높은 블랙 아이스 발생 정보를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to accurately predict the occurrence of black ice even in environmental conditions (fog, nighttime, etc.) in which it is difficult to secure a view by determining whether black ice has occurred on the road surface using the acoustic image acquired by the acoustic camera installed around the road. Therefore, highly reliable black ice generation information can be provided regardless of environmental conditions.
또한, 본 발명은 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라, 다양한 환경 정보에 기초한 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정함으로써, 결정된 등급에 따라 블랙 아이스의 발생을 대비하거나 또는 결정된 등급에 따른 적정 수준의 대응을 가능하게 한다.In addition, the present invention determines not only the occurrence of black ice, but also the occurrence possibility grade of black ice based on various environmental information, so that it is possible to prepare for the occurrence of black ice according to the determined grade or to respond at an appropriate level according to the determined grade. let it
또한, 본 발명은 블랙 아이스가 발생하기 위한 조건이 충족되는 상황을 다양화하여, 블랙 아이스 발생 가능성을 더욱 정확하게 예측할 수 있다.In addition, the present invention diversifies situations in which conditions for generating black ice are satisfied, so that the possibility of occurrence of black ice can be more accurately predicted.
또한, 본 발명은 블랙 아이스의 발생을 예측하기 위해 획득하는 음향 이미지를 통해 도로의 교통흐름 또는 사고발생 등을 판단 가능하여, 교통흐름을 감지하거나 판단하기 위한 별도의 인프라 구축을 위한 비용을 절약할 수 있으며, 또한, 사고발생시 즉각적으로 대응할 수 있다.In addition, the present invention can determine the traffic flow on the road or the occurrence of an accident through the acoustic image obtained to predict the occurrence of black ice, thereby saving the cost of building a separate infrastructure for detecting or determining the traffic flow. and can respond immediately in the event of an accident.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 분석부에서의 소음 분석 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 카메라에서 획득한 음향 이미지의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 출력되는 화면의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조건 충족 판단부에서 블랙 아이스 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부에서 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 9의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사 장치와 압축공기 분사 장치의 작동 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부의 등급 결정 시점으로부터 등급 조절 시점까지의 타임라인을 도시한 도면이다.1 is a diagram conceptually illustrating a black ice occurrence prediction system to which a black ice occurrence prediction method using a sound image according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a flowchart illustrating a black ice prediction method using acoustic images according to an embodiment of the present invention.
3 is a functional block diagram of a server according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a noise analysis process in a noise analyzer according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an example of an acoustic image obtained by an acoustic camera according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing an example of a screen output from a display device according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a process of determining whether black ice occurrence conditions are satisfied in a condition satisfaction determination unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a process of determining a black ice occurrence possibility grade in a grade determination unit according to an embodiment of the present invention.
9 (a) and (b) are diagrams illustrating an operation example of a salt water injection device and a compressed air injection device according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a timeline from the time of determining the grade of the grade determination unit to the time of adjusting the grade according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.It should be noted that technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted in terms commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless specifically defined otherwise in the present invention, and are excessively inclusive. It should not be interpreted in a positive sense or in an excessively reduced sense. In addition, when the technical terms used in the present invention are incorrect technical terms that do not accurately express the spirit of the present invention, they should be replaced with technical terms that those skilled in the art can correctly understand.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various elements or steps described in the invention, and some of the elements or steps are included. It should be construed that it may not be, or may further include additional components or steps.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention, and should not be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a black ice prediction method using acoustic images according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram conceptually illustrating a black ice occurrence prediction system to which a black ice occurrence prediction method using a sound image according to an embodiment of the present invention is applied.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법(이하, "블랙 아이스 예측 방법"이라 한다)이 적용되는 블랙 아이스 발생 예측 시스템(이하, "블랙 아이스 예측 시스템"이라 한다)을 개략적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a black ice generation prediction system (hereinafter referred to as "black ice prediction method") to which a black ice generation prediction method (hereinafter referred to as "black ice prediction method") using a sound image according to an embodiment of the present invention is applied with reference to FIG. An ice prediction system) will be schematically described.
본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생을 정확하게 예측하기 위해서 노면의 음향 이미지를 이용해 노면의 블랙 아이스 발생 여부를 판단할 수 있다.The system for predicting black ice according to the present embodiment may determine whether black ice has occurred on the road surface by using the sound image of the road surface in order to accurately predict the occurrence of black ice even in environmental conditions (fog, nighttime, etc.) in which visibility is difficult to secure.
본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 노면 환경 정보와 음향 이미지를 획득하는 정보 획득부(10)와, 노면 환경 정보와 음향 이미지에 기초하여 노면의 블랙 아이스 발생 가능성을 예측하는 서버(30)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때, 정보 획득부(10)는 노면의 음향 이미지를 획득하도록 음향 카메라(11)를 포함하여 구성될 수 있다.The black ice prediction system according to the present embodiment includes an
음향 카메라(sound camera/acoustic camera)는 물체에서 나는 소리와 울림을 시각적 화면으로 변환해 주는 카메라로, 가시광 이미지를 획득하는 카메라 모듈과 서로 이격 배치되는 다수의 마이크로폰을 구비한다. 음향 카메라는 다수의 마이크로폰에 소리가 입력되는 시간차를 이용하여 소음이 발생되는 위치를 검출하며, 카메라 모듈을 통해 획득한 가시광 이미지에 검출한 소음 위치를 표시하는 원리로 음향 이미지를 생성한다. 이때, 음향 카메라는 측정한 소음의 진동에 따라 생기는 파동의 배열 상태를 서로 다른 색으로 표현한 음향 이미지를 생성하고, 생성하는 음향 이미지에는 소음의 파장 정보, 소음의 주파수 정보, 소음의 진폭 정보가 포함될 수 있다.A sound camera/acoustic camera is a camera that converts sound and resonance from an object into a visual screen, and includes a camera module that acquires a visible light image and a plurality of microphones spaced apart from each other. The acoustic camera generates an acoustic image by detecting a location where noise is generated using a time difference in which sound is input to a plurality of microphones, and displaying the location of the detected noise on a visible light image acquired through a camera module. At this time, the acoustic camera generates acoustic images in which the arrangement of waves generated according to the vibration of the measured noise is expressed in different colors, and the generated acoustic images include noise wavelength information, noise frequency information, and noise amplitude information. can
바람직하게, 본 실시예에서는 저주파에서 고주파까지 넓은 주파수 범위를 측정 가능하고, 특정 범위의 주파수에 해당하는 소음을 선별적으로 측정 가능한 음향 카메라(11)가 사용될 수 있다.Preferably, in this embodiment, an
정보 획득부(10)는 음향 이미지 외에도, 노면 또는 노면 주변의 노면 환경 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 노면 환경 정보에는 노면 또는 노면 주변의 온도, 습도, 노점온도 등의 다양한 정보가 포함될 수 있다. 이러한 노면 환경 정보를 획득하기 위해 정보 획득부(10)에는 노면 또는 노면 주변에 설치되는 온도계, 습도계, 노점계 등을 구비할 수 있다.The
여기서, 정보 획득부의 음향 카메라(11)와, 온도계, 습도계, 노점계는 각각 다수개 구비될 수 있다. 그리고 다수개의 음향 카메라(11), 온도계, 습도계, 노점계는 주요 도로에 소정 거리마다 설치되거나, 또는 블랙 아이스가 상습적으로 발생하는 도로 주변에 설치될 수 있다.Here, a plurality of
정보 획득부(10)에서 획득한 노면 환경 정보와 음향 이미지는 네트워크를 통해 서버(30)로 송신될 수 있다. 그리고 서버(30)는 수신한 환경 정보와 음향 이미지에 기초하여 노면 상의 블랙 아이스 발생 가능성 또는 발생 여부를 판단하며 이에 대한 발생 가능성 등급을 결정할 수 있다.Road surface environment information and sound images obtained by the
구체적으로, 서버(30)는 수신한 노면 환경 정보를 이용하여 블랙 아이스가 발생하기 위해 필요한 발생 조건들이 충족되었는지 판단할 수 있다. 여기서, 블랙 아이스가 발생하기 위해서는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족해야 한다. 구체적으로, 블랙 아이스가 발생하기 위해서는 노면 온도가 0℃ 이하로 떨어져야 하고(온도 조건), 노면에 소정 이상의 물기가 존재해야 하며(물기 조건), 노면에 비추는 복사열이 소정 이하여야 한다(복사열 조건).Specifically, the
또한, 서버(30)는 수신한 음향 이미지를 이용하여 노면 상에 블랙 아이스가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 서버(30)는 수신한 음향 이미지를 분석하여 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인을 판단할 수 있다. 이때, 서버(30)는 소음의 주파수 패턴에 기초하여 소음의 발생 원인을 판단하는데 이에 관한 보다 구체적인 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.In addition, the
서버(30)는 충족된 것으로 판단되는 발생 조건(온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건)의 종류 또는 개수와, 수신한 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정할 수 있다.The
이때, 발생 가능성 등급은 여러 단계로 나누어지며, 본 실시예에 따른 서버(30)는 발생 가능성 등급을 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정할 수 있다.At this time, the probability of occurrence is divided into several levels, and the
여기서, 안전 등급은 블랙 아이스 발생 가능성이 매우 희박한 노면 상태를 의미하며, 주의 등급은 비교적 낮은 확률로 블랙 아이스가 발생할 수 있는 노면 상태를 의미하고, 경고 등급은 노면의 온도가 낮아 상황에 따라서는 블랙 아이스가 언제든지 발생할 수 있는 노면 상태를 의미하며, 위험 등급은 블랙 아이스가 발생하기 위한 모든 조건이 충족되어 곧 블랙 아이스가 발생할 것으로 예상되는 노면 상태를 의미할 수 있다. 그리고 발생 등급은 블랙 아이스가 이미 발생한 것으로 판단되는 노면 상태를 의미할 수 있다.Here, the safety grade means a road surface condition in which the possibility of black ice occurrence is very rare, the caution grade means a road surface condition in which black ice may occur with a relatively low probability, and the warning grade means a road surface condition where the temperature of the road surface is low and black ice may occur depending on the situation. This means a road surface condition in which ice may occur at any time, and the hazard level may mean a road surface condition in which black ice is expected to occur soon because all conditions for occurrence of black ice are satisfied. Also, the occurrence grade may refer to a road surface state in which it is determined that black ice has already occurred.
이와 같이, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 상술한 바와 같이 블랙 아이스의 발생 여부뿐 아니라 발생 가능성 등급을 결정함으로써, 결정된 등급에 따라 블랙 아이스의 발생을 대비하거나 또는 결정된 등급에 따른 적정 수준의 대응을 가능하게 한다.As described above, the black ice prediction system according to the present embodiment determines whether or not black ice will occur as well as the level of occurrence possibility, so as to prepare for the occurrence of black ice according to the determined level or to obtain an appropriate level of black ice according to the determined level. enable response.
이때, 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급은 노면에 블랙 아이스가 존재하지 않은 것으로 판단될 시 결정되는 발생 가능성 등급이며, 발생 등급은 노면에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단될 시 결정되는 발생 가능성 등급이다.At this time, the safety level, caution level, warning level, and risk level are the occurrence probability levels determined when it is determined that black ice does not exist on the road surface, and the occurrence level is determined when it is determined that black ice exists on the road surface. is the probability level.
즉, 서버(30)는 노면에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단하면 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있으며, 블랙 아이스의 존재 여부 판단은 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인에 기초하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 서버(30)는 음향 이미지상에 측정된 소음 중, 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생한 것으로 판단되는 소음이 존재하는 경우 해당 노면에 블랙 아이스가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 음향 이미지를 이용하여 블랙 아이스 발생 여부를 판단하므로 시야 확보가 어려운 환경 조건(안개, 야간 등)에서도 블랙 아이스 발생 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 노면 주변의 환경 조건과 상관없이 신뢰도 높은 블랙 아이스 발생 정보를 제공할 수 있다.That is, if it is determined that black ice exists on the road surface, the
한편, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는데 그치지 않고, 발생 가능성 등급을 디스플레이하여 관리자가 직접 대응을 선택하여 수행하도록 하거나, 또는 결정한 발생 가능성 등급에 따라 기설정된 대응을 자동으로 수행할 수 있다.On the other hand, the black ice prediction system according to the present embodiment does not stop at determining the probability of occurrence of black ice, but displays the probability of black ice so that the administrator can directly select and perform a response, or Responses can be performed automatically.
이를 위해, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 결정된 발생 가능성 등급을 관리자에게 디스플레이하는 디스플레이 장치(50)와, 블랙 아이스에 대응하기 위한 대응 수단(70)을 더 포함할 수 있다.To this end, the black ice prediction system according to the present embodiment may further include a
디스플레이 장치(50)는 서버(30)에 의해 출력 제어되며, 모니터링 대상이 되는 각 노면의 발생 가능성 등급, 각 노면의 음향 이미지 등이 출력될 수 있다. 바람직하게, 관리자가 노면별 발생 가능성 등급을 한눈에 볼 수 있도록 디스플레이 장치(50)는 모니터링 대상이 되는 각 노면을 포함하는 도로 지도를 출력하며, 도로 지도 상의 각 노면 위치에는 각 노면의 발생 가능성 등급이 표시될 수 있다.The output of the
대응 수단(70)은 블랙 아이스의 발생 가능성 또는 발생을 운전자에게 알림으로써 블랙 아이스에 대한 위험을 대비하도록 하거나, 또는 발생한 블랙 아이스 또는 블랙 아이스의 생성 원인(물기)를 제거함으로써 블랙 아이스에 대한 위험이 사라지도록 할 수 있다.The
구체적으로, 대응 수단(70)은 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치, 압축공기 분사 장치를 포함할 수 있다.Specifically, the
전광판과 지향성 스피커는 블랙 아이스 모니터링 대상이 되는 노면의 상류단 도로에 설치되어 운전자에게 블랙 아이스의 발생 또는 발생 가능성을 경고할 수 있다. 염수 분사 장치는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 설치되고 노면을 향해 염수를 분사하여, 블랙 아이스를 제거할 수 있다. 그리고 압축공기 분사 장치는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 설치되고 노면을 향해 압축공기를 분사하여, 블랙 아이스로 변할 수 있는 노면 상의 물기를 제거하거나 또는 염수 분사 장치에서 노면에 분사한 염수를 제거할 수 있다. An electric display board and a directional speaker can be installed on the upstream road of the road surface subject to black ice monitoring to warn the driver of the occurrence or possibility of black ice. The salt spray device is installed around the road surface to be monitored and sprays salt water toward the road surface to remove black ice. In addition, the compressed air injection device is installed around the road surface to be monitored and sprays compressed air toward the road surface to remove water on the road surface that can turn into black ice or to remove salt water sprayed on the road surface by the salt water injection device. have.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a black ice prediction method using acoustic images according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 서버(30)에서 수행되는 블랙 아이스 가능성 예측 및 등급 결정 과정을 개략적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of predicting the possibility of black ice and determining a grade performed by the
서버(30)는 네트워크를 통해 정보 획득부(10)에서 획득한 노면 환경 정보 및 음향 이미지를 수신한다(S10). The
그리고 서버(30)는 수신한 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위해 필요한 발생 조건별 충족 여부를 판단할 수 있다(S20).Further, the
또한, 서버(30)는 음향 이미지를 분석하여 수신한 음향 이미지상에 존재하는 소음의 발생 원인을 판단할 수 있다(S30).In addition, the
서버(30)는 충족된 발생 조건의 종류와 개수와, 음향 이미지상에 존재하는 소음의 발생 원인에 기초하여 발생 가능성 등급을 결정하는데, 이때 결정되는 발생 가능성 등급은 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급이다(S40).The
발생 가능성 등급을 결정한 서버(30)는 결정한 발생 등급에 따른 대응이 수행되도록 대응 수단(70)을 작동 제어할 수 있다(S50). 그리고 서버(30)는 대응 수단을 작동 제어하였다면 소정 시간 이후에 발생 가능성 등급을 재결정하고, 재결정된 결과에 따라 등급을 조절할 수 있다(S60). 이때, 서버(30)는 발생 가능성 등급을 재결정하기 위해, 새로 획득된 노면 환경 정보 및 음향 이미지를 수신하고 블랙 아이스 발생 조건별 충족 여부 판단과 음향 이미지 분석 과정을 재수행할 수 있다. 이러한 등급 조절 과정은 대응 수단(70)의 작동에 의해 블랙 아이스가 제거되거나 블랙 아이스의 생성 원인이 제거되었다면 발생 가능성 등급을 하향 조절하기 위함이다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버의 기능 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 분석부에서의 소음 분석 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 카메라에서 획득한 음향 이미지의 일례를 도시한 도면이다. 그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 출력되는 화면의 일례를 도시한 도면이다.3 is a functional block diagram of a server according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram for explaining a noise analysis process in a noise analyzer according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram showing an example of an acoustic image acquired by an acoustic camera according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram showing an example of a screen output from a display device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하여 서버(30)의 세부 구성을 살펴보면, 서버(30)는 통신 연결을 위한 통신부(310)와, 각종 데이터가 저장되는 저장부(320)와, 블랙 아이스가 발생하기 위한 발생 조건들의 충족 여부를 판단하는 조건 충족 판단부(330)와, 음향 이미지상의 소음을 분석하여 블랙 아이스의 발생 여부를 판단하는 소음 분석부(340)와, 발생 가능성 등급을 결정하는 등급 결정부(350)와, 디스플레이 장치(50)를 출력 제어하는 디스플레이부(360), 그리고 대응 수단(70)을 작동 제어하는 대응 제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다.Looking at the detailed configuration of the
통신부(310)는 정보 획득부(10), 디스플레이 장치(50) 및 대응 수단(70)과 네트워크를 통해 유선 또는 무선으로 통신 연결될 수 있다. 통신부(310)는 정보 획득부(10)로부터 노면 환경 정보와 음향 이미지를 수신하고, 수신한 노면 환경 정보를 조건 충족 판단부(330)와 소음 분석부(340)에 제공할 수 있다. 이때, 통신부(310)는 정보 획득부(10)가 아닌 다른 외부로부터 노면 환경 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로 통신부(310)는 기상청 서버로부터 노면 환경 정보를 수신할 수 있으며, 이때 기상청 서버로부터 수신하는 노면 환경 정보에는 지역별 기상 정보가 포함될 수 있다.The
그리고 통신부(310)는 디스플레이부(360)에서 생성한 제어 신호를 제공받아 디스플레이 장치(50)로 송신하거나, 또는 대응 제어부(370)에서 생성한 제어 신호를 제공받아 대응 수단(70)으로 송신할 수 있다.The
저장부(320)에는 각종 데이터가 저장된다. 저장된 데이터로는 각종 소음의 주파수 패턴 정보, 각 노면의 날짜 및 시간에 따른 복사열 정보, 음향 카메라를 포함한 정보 획득부(10)를 구성하는 각 구성의 식별 정보 및 설치 위치 정보 등을 포함할 수 있다.Various types of data are stored in the
그리고 저장부(320)에 저장되는 각종 소음의 주파수 패턴 정보에는 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 소음의 주파수 패턴이 포함되며, 이러한 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 주파수 패턴은 차량의 주행 속도, 차량의 종류, 타이어의 종류, 타이어의 마모도에 따라 다양한 주파수 패턴이 저장될 수 있다.The frequency pattern information of various noises stored in the
조건 충족 판단부(330)는 통신부(310)로부터 노면 환경 정보를 제공받고, 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건의 충족 여부를 각각 판단할 수 있다.The condition
구체적으로, 조건 충족 판단부(330)는 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 온도 조건의 충족 여부를 판단하는 온도 조건 판단부(331)와, 제공받은 노면 환경 정보에 기초하여 물기 조건의 충족 여부를 판단하는 물기 조건 판단부(333)와, 제공받은 노면 환경정보 및 저장부(320)에 저장된 각 노면의 날짜 및 시간에 따른 복사열 정보에 기초하여 복사열 조건의 충족 여부를 판단하는 복사열 조건 판단부(335)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 온도 조건 판단부(331), 물기 조건 판단부(333) 및 복사열 조건 판단부(335)에서 이루어지는 조건별 충족 판단에 관한 상세한 설명은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.Specifically, the condition
소음 분석부(340)는 통신부(310)로부터 제공받은 음향 이미지와, 저장부(320)에 저장된 각 소음의 주파수 패턴에 기초하여 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인을 판단할 수 있다.The
도 4를 예로 하여 소음 분석부(340)의 소음 발생 원인 분석 과정을 구체적으로 설명하면, 소음 분석부(340)는 제공받은 음향 이미지에서 기준 주파수 범위에 속하는 타겟 소음의 주파수 패턴(h1)을 추출할 수 있다. 이때, 기준 주파수 범위에는 차량의 타이어와 블랙 아이스 간 또는 차량의 타이어와 노면에 고여있는 물의 마찰시 발생하는 소음의 주파수 범위가 포함될 수 있다.Referring to FIG. 4 as an example, the process of analyzing the cause of noise by the
그리고 소음 분석부(340)는 추출한 주파수 패턴(h1)을 저장부(320)에 저장된 저장 주파수 패턴들과 비교하여, 저장부(320)에 저장된 저장 주파수 패턴들 중 소정 이상의 일치율을 보이는 저장 주파수 패턴을 1차 선택할 수 있다. 만약, 1차 선택된 저장 주파수 패턴이 1개인 경우 해당 주파수 패턴을 최종 선택하며, 1차 선택된 저장 주파수 패턴이 다수개이면, 가장 높은 일치율을 보이는 저장 주파수 패턴(h2)을 최종 선택할 수 있다. 소음 분석부(340)는 최종 선택된 저장 주파수 패턴(h2)이 어떤 소음에 대한 주파수 패턴인지 확인하여 타겟 소음의 발생 원인을 판단할 수 있다.Further, the
이때, 소음 분석부(340)는 최종 선택된 주파수 패턴(h2)이 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰시 발생하는 소음의 주파수 패턴이라면 음향 이미지상에 존재하는 소음의 발생 원인을 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 것으로 판단할 수 있다.At this time, if the finally selected frequency pattern h2 is the frequency pattern of the noise generated during friction between the tire and the black ice, the
그런데 음향 이미지에는 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 소음 외에도 다양한 원인에 의해 발생한 소음이 포함될 것이다. 또한, 타겟 소음 추출을 위해 설정되는 주파수 범위와 저장부(320) 저장되는 주파수 패턴의 종류에 따라, 소음 분석부(340)는 소음의 다양한 원인을 판단할 수 있을 것이다.However, the acoustic image will include noise caused by various causes in addition to noise caused by friction between the tire and the black ice. In addition, the
바람직하게, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인이 차량의 추돌 사고에 의한 것이거나 또는 요구조자의 구조 요청에 의한 것인지 판단할 수 있다.Preferably, the
이를 위해, 소음 분석부(340)는 차량의 추돌 사고 또는 요구조자의 구조 요청시 발생하는 소음의 주파수 범위가 포함되도록 기준 주파수 범위를 설정하고, 설정한 기준 주파수 범위에 속하는 타겟 소음의 주파수 패턴을 추출할 수 있다. 또한, 저장부(320)에는 차량의 추돌 사고시 발생하는 소음의 주파수 패턴과, 요구조자가 구조를 요청하는 소음의 주파수 패턴이 저장될 수 있다.To this end, the
따라서, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인이 차량의 추돌 사고 또는 요구조자의 구조요청에 의한 것인지 판단할 수 있다. 그리고 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인을 차량의 추돌 사고 또는 요구조자의 구조요청에 의한 것으로 판단하면, 즉시 구조신호를 생성하고 생성한 구조신호는 통신부(310)를 통해 경찰서 서버, 소방서 서버, 병원 서버 등으로 송신됨으로써, 차량 추돌 사고 발생 또는 요구조자 발생시 관련 기관에서 즉각적으로 대응 가능하게 할 수 있다.Accordingly, the
바람직하게, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인이 차량 주행에 의한 것인지 판단할 수 있으며, 만약, 타겟 소음의 발생 원인이 차량 주행에 의한 것으로 판단된다면 타겟 소음을 통해 차량의 주행 속도를 판단할 수 있다.Preferably, the
이를 위해, 소음 분석부(340)는 차량 주행시 발생하는 소음의 주파수 범위가 포함되도록 기준 주파수 범위를 설정하고, 설정한 기준 주파수 범위에 속하는 타겟 소음의 주파수 패턴을 추출할 수 있다. 또한, 저장부(320)에는 차량의 주행시 발생하는 소음(차량이 음향 카메라 주변을 통과하며 발생하는 소음)에 대한 주파수 패턴이 저장될 수 있으며, 이때, 저장되는 차량 주행시 발생하는 소음에 대한 저장 주파수 패턴은 차량의 주행 속도별로 구분되어 저장될 수 있다.To this end, the
이와 같이, 타겟 소음의 주파수 범위에 차량 주행시 발생하는 소음의 주파수 범위가 포함되고 차량 주행시 발생하는 소음에 대한 주파수 패턴이 저장부(320)에 저장되면, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인이 차량의 주행에 의한 것인지 여부를 판단할 수 있다.As such, when the frequency range of the target noise includes the frequency range of the noise generated during vehicle driving and the frequency pattern for the noise generated during vehicle driving is stored in the
이때, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인을 차량의 주행에 의한 것으로 판단하면, 최종 선택된 저장 주파수 패턴이 어느 속도로 주행하는 차량의 주파수 패턴인지 판단하여 차량의 주행 속도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 저장부(320)에 저장된 저장 주파수 패턴 중, 타겟 소음의 주파수 패턴과 일치율이 가장 높아 최종 선택된 저장 주파수 패턴이 '차량이 80km/h로 주행시 발생하는 소음의 주파수 패턴'이라고 하면, 소음 분석부(340)는 해당 도로의 차량이 80km/h로 주행하는 것으로 판단할 수 있다.At this time, if the
이와 같이 판단된 차량의 주행 속도는 외부로 송신되어 해당 도로의 교통흐름을 판단하는 기준으로 사용될 수 있으며, 이로 인해 교통흐름을 감지하거나 판단하기 위한 별도의 인프라 구축을 위한 비용을 절약할 수 있다.The driving speed of the vehicle determined in this way can be transmitted to the outside and used as a criterion for determining the traffic flow of the corresponding road, thereby saving costs for constructing a separate infrastructure for detecting or determining the traffic flow.
바람직하게, 소음 분석부(340)는 평소에는 음향 이미지로부터 차량 주행 속도를 판단하고, 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건이 모두 충족되는 것으로 판단시 음향 이미지로부터 블랙 아이스의 발생 여부를 판단할 수 있다.Preferably, the
구체적으로, 음향 카메라(11)는 초기 설정에서 제1 주파수 범위 내의 소음을 획득하도록 설정되고, 소음 분석부(340)는 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족하는 것으로 판단하기 전까지는 제1 주파수 범위 내에 속하는 소음을 타겟 소음으로 결정할 수 있다. 여기서, 제1 주파수 범위는 차량의 주행시 발생하는 소음의 주파수 범위일 수 있다. 따라서, 음향 카메라(11)는 초기 설정 상태에서 차량의 주행시 발생하는 소음을 포함하는 음향 이미지를 중점적으로 획득할 수 있으며, 소음 분석부(340)는 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족하는 것으로 판단하기 전까지는 차량의 속도 판단을 위해 음향 이미지를 분석할 수 있다.Specifically, the
이때, 조건 충족 판단부(330)는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족하는 것으로 판단하면, 음향 카메라(11)가 제2 주파수 범위 내의 소음을 획득하도록 설정 제어하는 설정 제어 신호를 생성하고 생성한 설정 제어 신호는 통신부(310)를 통해 해당 노면 주변에 설치되는 음향 카메라(11)로 송신될 수 있다. 그리고 소음 분석부(340)는 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족하는 것으로 판단하면, 제2 주파수 범위 내에 속하는 소음을 타겟 소음으로 결정할 수 있다. 여기서, 제2 주파수 범위는 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생하는 소음의 주파수 범위일 수 있다. 따라서, 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건을 모두 충족시에, 해당 노면 주변의 음향 카메라(11)는 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생하는 소음이 중점적으로 포함되는 음향 이미지를 획득할 수 있으며, 소음 분석부(340)는 블랙 아이스의 발생 여부 판단을 위해 음향 이미지를 분석할 수 있다.At this time, when the condition
바람직하게, 소음 분석부(340)는 조건 충족 판단부(330)에 의해 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건이 모두 충족하는 것으로 판단되면, 모두 충족하는 것으로 판단된 시점으로부터 소정 시간 이전까지 판단된 차량의 속도 평균값을 산출할 수 있다. 그리고 소음 분석부(340)는 산출한 속도 평균값에 기초하여, 타겟 소음의 주파수 패턴을 저장 주파수 패턴과 비교시에 비교 대상이 되는 저장 주파수 패턴을 한정할 수 있다.Preferably, the
구체적으로, 소음 분석부(340)는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건이 모두 충족하는 것으로 판단되면, 비교 대상이 되는 저장 주파수 패턴을 산출한 평균값과 임계치 이내의 속도로 주행하는 차량의 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생하는 소음의 주파수 패턴으로 한정할 수 있다. 예를 들어 산출한 속도 평균값이 80km/h라면, 소음 분석부(340)는 타겟 소음과 비교 대상이 되는 저장 주파수 패턴을 '70km/h ~ 90km/h의 속도로 주행하는 차량의 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰시 발생하는 소음의 주파수 패턴'으로 한정할 수 있다. Specifically, when the
이러한, 음향 카메라(11)의 소음 수집 주파수 한정과, 타겟 소음의 주파수 한정, 그리고 비교 대상이 되는 저장 주파수 패턴의 한정은, 소음 분석부(340)의 소음 원인 판단 정확도를 향상시킬 수 있다.The limitation of the noise collection frequency of the
한편, 소음 분석부(340)는 원인이 판단된 소음이 발생한 실제 노면 좌표를 판단할 수 있다. 도 5를 예로 하여 구체적으로 설명하면, 소음 분석부(340)는 타겟 소음의 발생 원인이 판단되면, 음향 이미지(i)상에서 해당 소음이 발생한 소음 발생 영역(n)을 추출할 수 있다. 이때, 음향 카메라(11)는 상술한 바와 같이 소음의 진동에 따라 생기는 파동의 배열 상태를 음향 이미지상에서 서로 다른색으로 표시하며, 소음 분석부(340)는 이를 이용하여 음향 이미지상에서 소음 발생 영역(n)을 추출할 수 있다.Meanwhile, the
소음 발생 영역(n)을 추출한 서버(30)는 추출한 발생 영역(n)이 음향 이미지상(i)에서 차지하는 픽셀 위치를 판단할 수 있다. 이때, 소음 분석부(340)는 음향 이미지(i)에 포함되는 고유 식별 정보를 통해 해당 음향 이미지를 획득한 음향 카메라(11)를 식별할 수 있다. 그리고 음향 카메라(11) 별로 획득하는 음향 이미지상의 픽셀별 실제 노면 좌표는 저장부(320)에 사전 저장되며, 소음 분석부(340)는 저장부(320)에 사전 저장된 픽셀별 실제 노면 좌표에 기초하여 추출한 발생 영역(n)의 실제 노면 좌표를 판단할 수 있다.After extracting the noise generating area n, the
여기서, 음향 이미지(i)상에서 판단된 소음의 발생 원인이 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 것이었다면, 소음 분석부(340)에서 판단한 발생 영역(n)의 실제 노면 좌표는 블랙 아이스(b)의 발생 좌표에 해당할 것이다.Here, if the cause of the noise determined on the acoustic image (i) is due to friction between the tire and the black ice, the actual road surface coordinates of the generation area (n) determined by the
한편, 등급 결정부(350)는 조건 충족 판단부(330)에서 충족되는 것으로 판단한 조건의 종류 및 개수 그리고 소음 분석부(340)에서 판단한 소음의 발생 원인에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정할 수 있다.On the other hand, the
구체적으로, 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건 중 조건 충족 판단부(330)에서 충족되는 것으로 판단한 조건의 종류와 개수 그리고 소음 분석부(340)에서 판단한 소음의 발생 원인인 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의한 것인지 여부에 기초하여 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 안전 등급, 주의 등급, 경고 등급, 위험 등급 및 발생 등급 중 하나의 등급으로 결정할 수 있는데, 이에 관한 보다 구체적인 설명은 도 8을 참조하여 후술하기로 한다.Specifically, the
등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급을 결정하면, 디스플레이부(360)는 모니터링 대상이 되는 각 노면을 포함하는 도로 지도에 각 노면의 발생 가능성 등급 정보를 매핑하여 함께 출력되도록 디스플레이 장치(50)를 출력 제어할 수 있다.When the
구체적으로 설명하면, 디스플레이부(360)는 등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급이 결정된 노면을 도로 지도에 매핑하여, 디스플레이 장치(50)에서 출력하는 도로 지도에 각각의 노면 위치에 발생 가능성 등급이 표시되도록 할 수 있다. 이때, 도로 지도에 표시되는 각 노면의 발생 가능성 등급은 문자로 표시될 수 있지만, 바람직하게는 관리자가 발생 가능성 등급을 직관적으로 인지할 수 있도록, 색상을 통해 구분되여 표시될 수 있다.Specifically, the
도 6을 예로 하여 설명하면, 디스플레이 장치(50)에서 출력되는 도로 지도에서 발생 가능성 등급이 안전 등급으로 결정된 노면(p1)은 해당 위치에 녹색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있고, 발생 가능성 등급이 주의 등급으로 결정된 노면(p2)은 해당 위치에 파란색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있으며, 발생 가능성 등급이 경고 등급으로 결정된 노면(p3)은 해당 위치에 노란색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있고, 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정된 노면(p4)은 해당 위치에 주황색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있다. 그리고 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정된 노면(p5)은 해당 위치에 빨간색의 도형을 오버랩하여 출력될 수 있다.Referring to FIG. 6 as an example, in the road map output from the
대응 제어부(370)는 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치를 작동 제어할 수 있다. 이때, 대응 제어부(370)는 등급 결정부(350)에서 결정한 발생 가능성 등급에 기초하여 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치 중 특정 장치를 선택적으로 작동할 수 있다. The
바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 안전 등급 또는 주의 등급으로 결정되면, 전광판, 지향성 스피커, 염수 분사 장치 및 압축공기 분사 장치가 모두 작동하지 않도록 할 수 있다. 다만, 전광판 및 지향성 스피커는 블랙 아이스의 경고 목적 외에 다른 목적(교통정보 제공 등)으로 사용될 수 있다.Preferably, the
바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 경고 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생 가능성에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어할 수 있다.Preferably, if the occurrence probability level is determined to be a warning level, the
바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 위험 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생 가능성에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어하고, 동시에, 해당 노면을 향해 압축공기를 분사하도록 압축공기 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면의 물기를 제거할 수 있다. 이때, 대응 제어부(370)는 해당 노면을 향해 염수를 분사하도록 염수 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면의 블랙 아이스 발생 가능성을 낮출 수 있다.Preferably, if the occurrence probability level is determined as a risk level, the
바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 발생 등급으로 결정되면, 전광판과 지향성 스피커에서 전방 도로의 블랙 아이스 발생에 대한 경고가 출력되도록 출력 제어하고, 동시에, 해당 노면을 향해 염수를 분사하도록 염수 분사 장치를 작동 제어하여 해당 노면에 발생한 블랙 아이스를 제거할 수 있다. 이때, 관리자는 블랙 아이스가 발생한 노면의 교통을 통제하여 블랙 아이스로 인한 사고를 방지할 수 있다.Preferably, if the occurrence possibility grade is determined as the occurrence grade, the
바람직하게, 대응 제어부(370)는 염수 분사 장치를 작동 제어하였다면, 염수 분사 장치의 작동 제어를 완료한 후 소정 시점 이후에 해당 노면을 향해 압축공기가 분사되도록 압축공기 분사 장치를 작동 제어함으로써, 노면 상의 잔여 염수를 제거할 수 있다. 이때의 압축공기 분사 장치에 대한 작동 제어는 발생 가능성 등급과 무관하게 이루어질 수 있다.Preferably, if the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조건 충족 판단부에서 블랙 아이스 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 과정을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a process of determining whether black ice occurrence conditions are satisfied in a condition satisfaction determination unit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 도 7을 참조하여 조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건의 충족 여부를 판단하는 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 7 , a process of determining whether the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition are satisfied in the condition
조건 충족 판단부의 온도 조건 판단부(331)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 온도가 0℃ 이하인지 판단할 수 있다(S201).The temperature
온도 조건 판단부(331)는 노면 온도가 0℃ 이하이면(S201-Y), 온도 조건을 충족하는 것으로 판단하고(S202), 노면 온도가 0℃를 초과하면(S201-N), 온도 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S203).The temperature
물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 기상정보에 기초하여, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 이상인지 판단할 수 있다(S204).Based on the meteorological information included in the road surface environment information provided from the
만약, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 이상이라면(S204-Y), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 반면에, 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 미만이거나 또는 노면 주변의 강우량이 임계 강우량 미만이라면(S204-N), 물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 온도가 노점 온도 이하인지 판단할 수 있다(S205). If the amount of precipitation around the road surface is greater than or equal to the critical amount of precipitation or if the amount of precipitation around the road surface is greater than or equal to the critical amount of rainfall (S204-Y), the wetness
그리고 온도 조건 판단부(331)는 노면 온도가 노점 온도 이하라면(S205-Y), 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 반면에, 노면 온도가 노점 온도를 초과하였다면(S205-N), 물기 조건 판단부(333)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 습도가 임계 습도 이상인지 판단할 수 있다(S206). Further, the temperature
만약, 노면 습도가 임계 습도 이상이라면(S206-Y), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S207). 하지만, 노면 습기가 임계 습도 미만이라면(S206-N), 물기 조건 판단부(333)는 물기 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S208).If the road surface humidity is greater than or equal to the critical humidity (S206-Y), the moisture
정리하면, 물기 조건 판단부(333)는 강수량(또는 강우량)이 임계 강수량(또는 임계 강우량) 이상이라면 비(또는 눈)에 의해 노면에 물기가 존재하는 것으로 판단하여 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있으며, 노면 온도가 노점 온도 이하라면 노면의 결로 현상에 의해 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있으며, 노면 습도가 임계 습도 이상이라면 비 또는 결로 외의 다른 원인(예를 들면 운전자의 음료 투척)에 의해 노면 상에 소정의 물기가 존재한다 판단하여 물기 조건을 충족한다 판단할 수 있다. 하지만, 물기 조건 판단부(333)는 강수량(또는 강우량)이 임계 강수량(또는 임계 강우량) 미만이고, 동시에 노면 온도가 노점 온도를 초과하며, 동시에 노면 습도가 임계 습도 미만이라면, 노면 상에 물기가 존재하지 않는다 판단하여 물기 조건을 충족하지 않는 것으로 판단할 수 있다.In summary, if the amount of precipitation (or rainfall) is greater than or equal to the critical amount of precipitation, the wet
바람직하게, 이러한 센서 등이 오작동으로 실제와 상이한 결과가 반영될 수 있어 이에 대응하기 위해 음향 카메라에서는 차량 바퀴와 노면의 물기와의 마찰 소음을 측정하여 노면상의 물기 조건을 충족하는 것을 판단할 수 있다.Preferably, a malfunction of such a sensor may reflect a different result from the actual one. To cope with this, the acoustic camera measures the frictional noise between the vehicle wheel and the road surface to determine whether the road surface conditions are met. .
한편, 복사열 조건 판단부(335)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 온도가 제1 임계 온도 이하인지 판단할 수 있다(S209). 만약, 노면 온도가 제1 임계 온도를 초과한다면(S209-N), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S213). 반면에, 노면 온도가 제1 임계 온도 이하라면(S209-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 통신부(310)로부터 제공받은 노면 환경 정보에 포함된 노면 온도가 제2 임계 온도 이하인지 판단할 수 있다(S210). 여기서 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 작게 설정된 온도값이다.Meanwhile, the radiant heat
만약, 노면 온도가 제2 임계 온도 이하라면(S210-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다(S212). 하지만, 노면 온도가 제2 임계 온도를 초과한다면(S210-N), 복사열 조건 판단부(335)는 저장부(320)에 저장된 현 시점에서의 노면의 복사열이 임계 복사열 이하인지 판단할 수 있다(S211).If the road surface temperature is less than or equal to the second critical temperature (S210-Y), the radiant heat
그리고 노면의 복사열이 임계 복사열 이하라면(S211-Y), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하지만(S212), 노면의 복사열이 임계 복사열를 초과하였다면(S211-N), 복사열 조건 판단부(335)는 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단할 수 있다(S213).And if the radiant heat of the road surface is less than the critical radiant heat (S211-Y), the radiant heat
복사열 조건 판단부(335)의 판단 과정을 정리하면, 복사열 조건 판단부(335)는 그늘 등의 원인으로 노면의 복사열이 임계 복사열 이하이면 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하고, 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과한다면 복사열 조건을 충족하지 않는 것으로 판단한다. 이는 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과한다면 노면의 복사열에 의해 블랙 아이스가 발생하기 어렵기 때문이다.Summarizing the determination process of the radiant heat
그런데 만약, 노면 온도가 상대적으로 높은 경우에는 노면의 복사열과 무관하게 블랙 아이스가 발생하기 어려우며, 반대로 노면 온도가 상대적으로 낮은 경우에는 노면의 복사열이 크더라도 블랙 아이스가 발생할 가능성이 크다. 따라서, 복사열 조건 판단부(335)는 노면 온도가 제1 임계 온도(예를 들면 영상 10℃)를 초과한다면 노면의 복사열과 상관없이 복사열 조건을 충족하지 못하는 것으로 판단하고, 노면 온도가 제2 임계 온도(예를 들면 영하 10℃) 이하라면 노면의 복사열과 상관없이 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다.However, if the road surface temperature is relatively high, it is difficult to generate black ice regardless of the radiant heat of the road surface. Conversely, if the road surface temperature is relatively low, black ice is highly likely to occur even if the radiant heat of the road surface is large. Therefore, the radiant heat
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부에서 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 도시한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a process of determining a black ice occurrence possibility grade in a grade determination unit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 도 8을 참조하여 등급 결정부(350)에서 발생 가능성 등급을 결정하는 과정을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 8 , a process of determining an occurrence possibility level in the
조건 충족 판단부(330)에서 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건의 충족 여부를 판단하면, 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족됐는지 판단할 수 있다(S401).When the condition
만약, 온도 조건, 물기 조건, 복사열 조건 중 충족된 조건이 없다면(S401-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 안전 등급으로 결정할 수 있다(S402). 반면에 하나 이상의 조건이 충족됐다면(S401-Y), 등급 결정부(350)는 온도 조건이 충족되고, 동시에 물기 조건, 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족됐는지 판단할 수 있다(S403).If, among the temperature conditions, moisture conditions, and radiant heat conditions are not satisfied (S401-N), the
만약, 온도 조건이 충족되지 않았거나 또는 온도 조건은 충족되었지만 물기 조건, 복사열 조건 중 어느 하나의 조건도 충족되지 않았다면(S403-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 주의 등급으로 결정할 수 있다(S404). 반면에 온도 조건이 충족되고, 동시에 물기 조건, 복사열 조건 중 적어도 하나의 조건이 충족되었다면(S403-Y), 등급 결정부(350)는 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었는지 판단할 수 있다(S405).If the temperature condition is not met, or if the temperature condition is met but neither the moisture condition nor the radiant heat condition is met (S403-N), the
만약, 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건이라도 충족되지 않았다면(S405-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 경고 등급으로 결정할 수 있다(S406). 반면에 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었다면(S405-Y), 등급 결정부(350)는 소음 판단부(340)의 판단에 기초하여 음향 이미지상에 측정된 소음 중 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생한 소음이 존재하는지 판단할 수 있다(S407).If even one of the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition is not satisfied (S405-N), the
만약, 음향 이미지상에 측정된 소음 중 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생한 소음이 존재하지 않으면(S407-N), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 위험 등급으로 결정할 수 있으며(S408), 반면에 음향 이미지상에 측정된 소음 중 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰에 의해 발생한 소음이 존재한다면(S407-Y), 등급 결정부(350)는 발생 가능성 등급을 발생 등급으로 결정할 수 있다(S409). If, among the noises measured on the sound image, there is no noise generated by friction between the tire and the black ice (S407-N), the
정리하면, 안전 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건 중 하나의 조건도 충족되지 않았을 때 결정되는 등급이며, 주의 등급은 온도 조건만 충족되었거나, 또는 물기 조건, 복사열 조건 중 하나 이상의 조건이 충족되었지만 온도 조건이 충족되지 않았을 때 결정되는 등급이고, 경고 등급은 온도 조건이 충족됨과 동시에 물기 조건과 복사열 조건 중 하나의 조건만 충족되었을 때 결정되는 등급이며, 위험 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었지만, 블랙 아이스가 발생하지 않았을 때 결정되는 등급이다. 그리고 발생 등급은 온도 조건, 물기 조건 및 복사열 조건이 모두 충족되었으며, 블랙 아이스가 발생하였을 때 결정되는 등급이다.In summary, the safety level is a level that is determined when none of the temperature conditions, moisture conditions, and radiant heat conditions are met, and the caution level is a level that only the temperature conditions are met, or at least one of the water conditions and radiant heat conditions is met. It is a grade determined when the temperature condition is not met, a warning grade is a grade determined when the temperature condition is met and only one of the moisture condition and the radiant heat condition is satisfied, and the hazard grade is the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition. This rating is determined when all of these are met, but black ice does not occur. And the occurrence grade is the grade determined when the temperature condition, moisture condition, and radiant heat condition are all satisfied and black ice occurs.
도 9의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 염수 분사 장치와 압축공기 분사 장치의 작동 예를 도시한 도면이다.9 (a) and (b) are diagrams illustrating an operation example of a salt water injection device and a compressed air injection device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 도 9의 (a)와 (b)를 참조하여 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템에서 대응 수단(70)에 포함되는 염수 분사 장치(710)와, 압축공기 분사 장치(730)를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 9 (a) and (b), the salt
염수 분사 장치(710)는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 다수개 구비될 수 있는데, 바람직하게 다수개의 염수 분사 장치(710)는 노면을 따라 서로 간에 일정 간격 이격 배치되며, 노면의 좌우측에 교번 배치될 수 있다. 다수개의 염수 분사 장치(710)는 서로 간의 분사 범위가 최대한 겹치지 않도록 배치될 수 있는데, 본 실시예에 따른 복수개의 염수 분사 장치(710)는 서로 간의 분사 범위가 겹치지 않게 배치되더라도 교번 배치되기 때문에 대부분의 노면 영역이 염수 분사 범위에 포함될 수 있다.A plurality of
염수 분사 장치(710)는 상술한 바와 같이 발생 가능성 등급이 발생 등급일 때 대응 제어부(370)에 의해 작동 제어될 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 소음 분석부(340)에서 상술한 과정을 통해 판단한 블랙 아이스(b)의 발생 좌표를 제공받고, 제공받은 블랙 아이스(b)의 발생 좌표와 중첩되는 염수 분사 범위(s)를 갖는 염수 분사 장치(710-1, 710-2)를 선택할 수 있다. 여기서, 각 염수 분사 장치의 염수 분사 범위(s) 정보는 저장부(320)에 사전 저장된 정보일 수 있다.As described above, the salt
그리고 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 염수 분사 장치(710)는 선택한 염수 분사 장치(710-1, 710-2)가 소정 시간 동안 염수를 분사하도록 작동 제어할 수 있다.And, as shown in (a) of FIG. 9 , the
따라서, 본 실시예에 따른 블랙 아이스 예측 시스템은 블랙 아이스의 제거를 위한 염수 분사 영역을 국소화하여 염수 사용량을 최소화할 수 있으며, 이로 인해 염수 공급 비용을 절감함과 동시에 분사된 염수에 의해 발생 가능한 피해(예를 들면 운행 차량에 분사)를 최소화할 수 있다.Therefore, the black ice prediction system according to the present embodiment can minimize the amount of salt water used by localizing the salt water injection area for removing the black ice, thereby reducing the cost of supplying salt water and damage that may occur due to the sprayed salt water. (e.g. spraying on moving vehicles) can be minimized.
바람직하게, 대응 제어부(370)는 소음 분석부(340)에서 판단한 교통흐름에 기초하여 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 블랙 아이스(b)를 제거하기 위해 선택한 염수 분사 장치(710-1, 710-2)를 작동 제어하기 전에 소음 분석부(340)에서 판단한 교통흐름 정보를 제공받고, 제공받은 교통흐름에 기초하여 해당 노면의 평균 차량 운행 속도가 소정 속도 이하이면 염수 분사 장치(710)를 작동 제어하지 않을 수 있다. 즉, 대응 제어부(370)는 블랙 아이스(b)가 발생한 노면의 차량들이 서행 중일 때에는 염수 분사 장치(710)가 작동하지 않도록 하며, 이는 분사된 염수 중 상당량이 서행 중인 차량에 분사되는 것을 방지하기 위함이다.Preferably, the corresponding
바람직하게, 대응 제어부(370)는 소음 분석부(340)에서 판단한 사고발생에 기초하여 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급이 위험 등급 또는 발생 등급이 아닌 노면에도 사고발생 차량이 발생하였다면 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 구체적으로, 대응 제어부(370)는 소음 분석부(340)에서 사고발생을 판단하면 사고발생 위치보다 상류단 도로에 배치되는 염수 분사 장치(710)가 작동하도록 작동 제어할 수 있다. 이는, 사고 차량 상류단 도로에 염수를 분사함으로써 사고차량보다 상류단에 위치한 차량들의 서행을 유도하기 위함이다.Preferably, the
한편, 압축공기 분사 장치(730)는 모니터링 대상이 되는 노면 주변에 다수개 구비되며, 대응 제어부(370)의 제어에 의해 노면을 향해 압축공기를 분사할 수 있다. 여기서, 압축공기 분사 장치(730)에서 분사된 압축공기는 노면 상에 존재하는 물기의 양이 적을 때에는 물기를 증발시키고, 노면 상에 존재하는 물기의 양이 많을 때에는 노면 상의 물기를 노면 일측으로 밀어내어 제거할 수 있다. 바람직하게, 대응 제어부(370)는 발생 가능성 등급과 상관없이 물기 조건이 충족되었다 판단되면 해당 노면의 압축공기 분사 장치(730)를 작동 제어할 수 있다.Meanwhile, a plurality of compressed
다수개의 염수 분사 장치(710)는 노면을 따라 서로 간에 일정 간격 이격 배치되며, 노면의 좌측 또는 우측에 선택적으로 배치될 수 있다. 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 압축공기 분사 장치(730)는 노면의 배수방향을 기준으로 상류에서 하류방향으로 압축공기를 분사하도록 배치되어 노면 상의 물기를 하류방향으로 밀어냄으로써 물기를 효율적으로 제거할 수 있다.A plurality of salt
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등급 결정부의 등급 결정 시점으로부터 등급 조절 시점까지의 타임라인을 도시한 도면이다.10 is a diagram showing a timeline from the time of determining the grade of the grade determination unit to the time of adjusting the grade according to an embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이 서버(30)는 등급에 따른 대응이 수행되도록 대응 수단(70)을 작동 제어한 후, 블랙 아이스의 발생 가능성을 재판단하여 발생 가능성 등급을 재결정하고, 재결정된 결과에 따라 등급을 조절할 수 있다. As described above, after the
이하에서는, 도 10을 참조하여 발생 등급 결정시의 등급 재결정 및 조절 과정을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 10 , a class re-determination and adjustment process when determining an occurrence class will be described in more detail.
등급 결정부(350)가 발생 등급을 결정하면 상술한 바와 같이 대응 제어부(370)는 염수 분사 장치(710)가 블랙 아이스를 향하여 소정 시간 동안 염수를 분사하도록 염수 분사 장치(710)를 작동 제어할 수 있다. 이와 같은 염수 분사가 종료되면 대응 제어부(370)는 블랙 아이스가 염수에 의해 제거될 수 있는 충분한 지연 시간을 둔 후, 노면을 향해 압축공기를 소정 시간 동안 분사하도록 압축공기 분사 장치(730)를 작동 제어할 수 있다. 여기서, 노면을 향해 분사되는 압축공기는 노면의 염수뿐 아니라 염수에 의해 녹은 블랙 아이스의 물기 또한 제거한다. 그리고 압축공기의 분사가 종료되면 조건 충족 판단부(330)는 각 조건의 충족 판단을 다시 수행하며, 등급 결정부(350)는 다시 수행한 조건별 충족 여부에 따라 발생 가능성 등급을 조절할 수 있다.When the
바람직하게, 조건의 충족 판단을 다시 수행할 때 모든 조건을 다시 판단하지 않고 물기 조건만을 다시 판단할 수 있다. 즉, 압축공기 분사가 종료되면 물기 조건 판단부(333)만 조건 충족 판단을 재 수행할 수 있다.Preferably, only the biting condition may be re-determined without re-determining all conditions when re-determining the satisfaction of the conditions. That is, when the compressed air injection ends, only the bite
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 정보 획득부
11: 음향 카메라
30: 서버
50: 디스플레이 장치
70: 대응 수단
310: 통신부
320: 저장부
330: 조건 충족 판단부
331: 온도 조건 판단부
333: 물기 조건 판단부
335: 복사열 조건 판단부
340: 소음 분석부
350: 등급 결정부
360: 디스플레이부
370: 대응 제어부
710: 염수 분사 장치
730: 압축공기 분사 장치10: information acquisition unit
11: acoustic camera
30: server
50: display device
70 Countermeasures
310: communication department
320: storage unit
330: condition satisfaction determination unit
331: temperature condition determination unit
333: biting condition determination unit
335: radiant heat condition determination unit
340: noise analysis unit
350: rating determination unit
360: display unit
370: corresponding control unit
710: salt spray device
730: compressed air injection device
Claims (13)
수신한 상기 노면 환경 정보에 기초하여 블랙 아이스가 발생하기 위한 적어도 하나의 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계;
수신한 상기 음향 이미지를 분석하여 상기 음향 이미지상에 측정된 소음의 발생 원인을 판단하는 단계;
충족하는 것으로 판단한 상기 발생 조건의 종류와 상기 소음의 발생 원인에 기초하여 상기 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계;
상기 발생 가능성 등급이 발생 등급으로 결정되면 발생한 상기 블랙 아이스를 향해 염수를 분사하는 단계;
상기 염수의 분사가 완료되면, 상기 염수 분사가 완료된 시점으로부터 소정의 지연시간을 가진 후 상기 염수를 분사한 노면을 향해 압축공기를 분사하는 단계를 포함하고,
상기 압축공기를 분사하는 단계에서 상기 압축공기의 분사가 종료되면, 상기 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계와, 상기 소음의 발생 원인을 판단하는 단계 그리고 상기 블랙 아이스의 발생 가능성 등급을 결정하는 단계를 재수행하여 상기 발생 가능성 등급을 조절하며,
상기 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계는, 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계와, 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계 그리고 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계를 포함하되,
상기 압축공기의 분사 종료 후 상기 발생 조건별 충족 여부를 판단하는 단계를 재수행시에는, 상기 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계와 상기 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는 생략하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
Receiving road surface environment information and a sound image of a road surface;
determining whether at least one generating condition for generating black ice is satisfied based on the received road surface environment information;
analyzing the received acoustic image and determining a cause of noise measured on the acoustic image;
determining a probability level of the occurrence of the black ice based on the type of the generation condition determined to be satisfied and the cause of the noise;
spraying brine toward the black ice generated when the probability of occurrence is determined as an occurrence;
When the injection of the salt water is completed, spraying compressed air toward the road surface on which the salt water is sprayed after a predetermined delay time from the point in time when the spray of the salt water is completed,
When the injection of the compressed air is terminated in the step of injecting the compressed air, determining whether each generation condition is satisfied, determining the cause of the noise, and determining a probability level of the black ice. is performed again to adjust the probability of occurrence,
The step of determining whether each generation condition is satisfied includes determining whether a temperature condition is satisfied, determining whether a moisture condition is satisfied, and determining whether a radiant heat condition is satisfied,
When the step of determining whether each generation condition is satisfied after the end of the injection of the compressed air is performed again, the step of determining whether the temperature condition is satisfied and the step of determining whether the radiant heat condition are satisfied are omitted. Black ice occurrence prediction method using .
판단된 상기 소음의 발생 원인에 따라 교통흐름을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the black ice occurrence prediction method
The black ice occurrence prediction method using acoustic images, further comprising determining traffic flow according to the determined cause of the noise.
판단된 상기 소음의 발생 원인에 따라 사고발생 또는 요구조자 발생을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 1, wherein the black ice occurrence prediction method
Black ice prediction method using acoustic images, characterized in that it further comprises the step of determining the occurrence of an accident or a requester according to the determined cause of the noise.
수신한 상기 노면 환경 정보에는 상기 노면의 온도가 포함되며,
상기 온도 조건을 충족하는지 판단하는 단계는,
수신한 상기 노면의 온도가 O℃ 이하이면 상기 온도 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 1, wherein in the black ice prediction method
The received road surface environment information includes the temperature of the road surface,
Determining whether the temperature condition is satisfied,
Black ice occurrence prediction method using acoustic images, characterized in that it is determined that the temperature condition is satisfied when the received temperature of the road surface is 0 ° C or less.
수신한 상기 노면 환경 정보에는 상기 노면의 습도, 상기 노면 주변의 강수량, 상기 노면의 노점온도가 포함되며,
상기 물기 조건을 충족하는지 판단하는 단계는,
수신한 상기 노면의 습도가 임계 습도 이상이거나, 또는 수신한 상기 노면 주변의 강수량이 임계 강수량 이상이거나, 또는 수신한 상기 노면의 온도가 수신한 상기 노면의 노점온도 이하이면 상기 물기 조건을 충족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The received road surface environment information includes the humidity of the road surface, the amount of precipitation around the road surface, and the dew point temperature of the road surface;
The step of determining whether the bite condition is satisfied,
If the received humidity of the road surface is greater than or equal to the critical humidity, or the received amount of precipitation around the road surface is greater than or equal to the critical amount of precipitation, or the received temperature of the road surface is less than or equal to the received dew point temperature of the road surface, the moisture condition is satisfied. Black ice occurrence prediction method using acoustic images, characterized in that for determining.
수신한 상기 노면 환경 정보에는 상기 노면의 복사열이 포함되며,
상기 복사열 조건을 충족하는지 판단하는 단계는, 수신한 상기 노면의 온도가 제1 임계 온도 이하이며 동시에, 수신한 상기 노면의 복사열이 임계 복사열 이하이면 상기 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며,
상기 제1 임계 온도는 O℃보다 높게 설정된 온도인 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The received road surface environment information includes radiant heat of the road surface,
In the step of determining whether the radiant heat condition is satisfied, it is determined that the radiant heat condition is satisfied when the received radiant heat condition is less than or equal to a first threshold temperature and at the same time, the received radiant heat condition is less than or equal to a critical radiant heat temperature,
The first threshold temperature is a black ice occurrence prediction method using an acoustic image, characterized in that the temperature set higher than 0 ℃.
수신한 상기 노면의 온도가 제2 임계 온도 이하이면 수신한 상기 노면의 복사열이 임계 복사열을 초과하더라도 상기 복사열 조건을 충족하는 것으로 판단하며,
상기 제2 임계 온도는 O℃보다 낮게 설정된 온도인 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 7, wherein determining whether the radiant heat condition is satisfied
If the received temperature of the road surface is less than or equal to a second threshold temperature, it is determined that the radiant heat condition is satisfied even if the received radiant heat of the road surface exceeds the critical radiant heat;
The second threshold temperature is a black ice occurrence prediction method using an acoustic image, characterized in that the temperature set lower than 0 ℃.
상기 발생 가능성 등급에는 주의 등급이 포함되고,
상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건 중 하나의 조건만을 충족하거나, 상기 물기 조건 및 상기 복사 열 조건만을 동시에 충족하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 주의 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The probability of occurrence includes a caution level,
The step of determining the probability of occurrence may include setting the probability of occurrence to the attention level when only one of the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition is satisfied, or only the moisture condition and the radiant heat condition are simultaneously satisfied. Black ice occurrence prediction method using acoustic images, characterized in that for determining.
상기 발생 가능성 등급에는 경고 등급이 포함되고,
상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건을 충족하고, 동시에 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건 중 어느 하나의 조건을 충족하면, 상기 발생 가능성 등급을 상기 경고 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The probability of occurrence includes a warning level,
In the step of determining the probability of occurrence, if the temperature condition is satisfied and at the same time any one of the moisture condition and the radiant heat condition is satisfied, the occurrence probability grade is determined as the warning grade. Acoustic image, characterized in that Black ice occurrence prediction method using .
상기 발생 가능성 등급에는 위험 등급이 포함되고,
상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건을 모두 충족하고, 상기 음향 이미지상에 측정된 소음 중, 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰이 발생 원인으로 판단된 소음이 존재하지 않으면 상기 발생 가능성 등급을 상기 위험 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The probability of occurrence includes a risk grade,
In the step of determining the probability of occurrence, all of the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition are satisfied, and among the noises measured on the acoustic image, there is noise determined to be caused by friction between the tire and black ice. If not, the black ice occurrence prediction method using acoustic images, characterized in that the occurrence probability grade is determined as the risk grade.
상기 발생 가능성 등급에는 상기 발생 등급이 포함되고,
상기 발생 가능성 등급을 결정하는 단계는 상기 온도 조건, 상기 물기 조건 및 상기 복사열 조건을 모두 충족하고, 상기 음향 이미지상에 측정된 소음 중, 타이어와 블랙 아이스 간의 마찰이 발생 원인으로 판단된 소음이 존재하면 상기 발생 가능성 등급을 상기 위험 등급으로 결정하는 것을 특징으로 하는 음향 이미지를 이용한 블랙 아이스 발생 예측 방법.
The method of claim 5, in the black ice prediction method
The occurrence possibility grade includes the occurrence grade,
In the step of determining the probability of occurrence, all of the temperature condition, the moisture condition, and the radiant heat condition are satisfied, and among the noises measured on the acoustic image, there is noise determined to be caused by friction between the tire and black ice. Black ice occurrence prediction method using an acoustic image, characterized in that the occurrence probability grade is determined as the risk grade.
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KR20220144115A (en) | 2022-10-26 |
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Legal Events
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