KR102535824B1 - 출입 차단기용 차량인식 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출입 차단기용 차량인식 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 펄스 방식의 레이더 센서를 통해 차량을 인식할 수 있도록 하여, 차량 인식을 위한 설비의 설치 편의성을 높이고, 지상에 설치되어 교체 편의성을 높이고 저전력 운용이 가능한 출입 차단기용 차량인식 시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 레이더 센서를 통해 차량의 접근을 감지하는 차량감지부와, 상기 차량감지부의 감지 신호를 제공받아 차단바를 제어하여 차량의 출입을 통제하는 차단수단;로 이루어지며, 상기 차량감지부는; 펄스 파형을 특정 영역으로 송신하는 레이더 송신부와, 상기 송신된 펄스 파형이 물체에 부딪혀 반사되는 펄스를 수신하는 레이더 수신부와, 상기 레이더 수신부의 펄스정보를 기반으로 차량의 접근을 판단하는 차량 판별부와, 상기 차량 판별부에서 감지되는 센서정보가 알고리즘에 의해 레이더 송신부 및 레이더 수신부의 송수신 거리보다 짧은 범위로 이루어지도록 제어하는 감지범위 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

출입 차단기용 차량인식 시스템{Vehicle recognition system for circuit breaker}

본 발명은 출입 차단기용 차량인식 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 펄스 방식의 레이더 센서를 통해 차량을 인식할 수 있도록 하여, 차량 인식을 위한 설비의 설치 편의성을 높이고, 지상에 설치되어 교체 편의성을 높이고 저전력 운용이 가능한 출입 차단기용 차량인식 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량이 출입할 수 있는 건물과 같은 곳에서는 차량의 출입정보를 파악하거나 주차요금을 부과하기 위해 차량이 출입할 수 있는 곳에 출입 차단기가 설치되어 차량의 출입을 통제하고 있다.

이러한 출입 차단기는 차단기 쪽으로 진입하는 차량을 감지하고, 차량번호를 인식한 다음 차단바를 수직으로 올리거나 수평으로 내리는 형태로 작동된다.

상기 출입 차단기는 차량번호를 인식하는 것과 별개로, 차량이 현재 출입 차단기에 근접한 상태인지 아니면, 차단기와 떨어진 상태인지 인식하여, 차단바를 제어하게 된다. 만약, 차량의 인식이 제대로 되지 않는다면 차량이 차단바를 통과하기도 전에 차량이 통과한 것으로 오인식되어 차량에 파손을 유발하거나, 차량이 접근하지도 않았는데 차단바를 작동하는 등의 다양한 작동오류가 발생하게 된다.

지금까지 차량을 인식하기 위한 방법으로는 차량이 통과하는 지면에 매설되는 루프 코일을 통해서, 일정한 고주파 신호를 받아 코일 주변에 자기를 형성하여 차량이 통과로 인한 임피던스 변화를 감지하여 차량을 인식하게 된다.

이러한 방식의 차량인식 방법은 금속물체와 같이 임피던스 변화를 줄 만한 물건이 통과할 경우, 차량으로 오인식하는 문제점이 있고, 지면에 매설되는 형태로 설치되기 때문에, 설치에 따른 높은 비용이나 장시간의 설치시간이 필요한 문제점이 있고, 루프코일에 문제가 있을 경우 다시 지면을 파내어 교체 또는 수리를 해야 하기 때문에 유지보수에 따른 소요시간 및 비용이 늘어나는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-2204015호 대한민국 등록특허 제10-0629620호 대한민국 등록특허 제10-0731182호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 기존의 지면 매설방식의 루프 코일을 적용하지 않고, 레이더 센서 중에서 펄스 방식의 센서로 적용하여 지상에 간편하게 설치되어 설치비용 절감 및 설치편의성을 크게 향상시키고, 펄스 방식의 레이더 센서를 통해 저전력 고해상도의 감지특성을 갖도록 하되, 측정거리를 임의적으로 제어하여 오인식 문제가 발생하지 않도록 한 출입 차단기용 차량인식 시스템을 제공함에 목적을 두고있다.

본 발명은 레이더 센서를 통해 차량의 접근을 감지하는 차량감지부와, 상기 차량감지부의 감지 신호를 제공받아 차단바를 제어하여 차량의 출입을 통제하는 차단수단;로 이루어지며, 상기 차량감지부는; 펄스 파형을 특정 영역으로 송신하는 레이더 송신부와, 상기 송신된 펄스 파형이 물체에 부딪혀 반사되는 펄스를 수신하는 레이더 수신부와, 상기 레이더 수신부의 펄스정보를 기반으로 차량의 접근을 판단하는 차량 판별부와, 상기 차량 판별부에서 감지되는 센서정보가 알고리즘에 의해 레이더 송신부 및 레이더 수신부의 송수신 거리보다 짧은 범위로 이루어지도록 제어하는 감지범위 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 감지범위 제어부는 레이더 송신부를 통해 출력된 펄스 신호가 출력된 다음 레이더 수신부가 비활성화된 상태의 대기시간을 갖도록 하고, 대기시간이 지나면 레이더 수신부가 활성화된 상태로 수신시간을 유지하다가 수신시간이 지나면 레이더 수신부가 비활성화된 상태로 제어하여, 수신거리가 특정되도록 한다.

또한 상기 레이더 수신부에는 렌즈 안테나를 적용하여, 감지각도가 좁혀지도록 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 차량감지부의 전원공급은 배터리를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 루프코일 방식에 비해 지면매설에 따른 공사를 하지 않기 때문에, 지상에 간편설치가 가능하며 설치비용을 줄이고 설치시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 펄스 방식의 레이더 센서를 통해 저전력 고해상도의 감지특성을 갖도록 하면서, 감지거리를 조절할 수 있도록 하여 출입 차단기에 최적화된 형태로 감지거리로 제어하여 차량인식의 정확도를 높일 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 출입 차단기용 차량인식 시스템의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 차량감지부에서 수신되는 펄스신호의 시간차를 이용하여 감지거리를 나타낸 수학식과 도면
도 3은 본 발명의 차량감지부에서 펄스신호의 시간차를 이용하여 감지거리의 제어원리를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 도 2와 도 3의 원리를 이용하여 감지범위 제어부에서 레이더 수신부를 비활성화 또는 활성화하여 수신거리가 특정되도록 제어하는 것을 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 출입 차단기용 차량인식 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 레이더 센서를 통해 차량의 접근을 감지하는 차량감지부(100)와, 상기 차량감지부(100)의 감지 신호를 제공받아 차단바(210)를 제어하여 차량의 출입을 통제하는 차단수단(200);로 이루어진다. 그리고 상기 차량감지부(100)는; 펄스 파형을 특정 영역으로 송신하는 레이더 송신부(300)와, 상기 송신된 펄스 파형이 물체에 부딪혀 반사되는 펄스를 수신하는 레이더 수신부(400)와, 상기 레이더 수신부(400)의 펄스정보를 기반으로 차량의 접근을 판단하는 차량 판별부(500)와, 상기 차량 판별부(500)에서 감지되는 센서정보가 알고리즘에 의해 레이더 송신부(300) 및 레이더 수신부(400)의 송수신 거리보다 짧은 범위로 이루어지도록 제어하는 감지범위 제어부(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량감지부(100)는 레이더센서를 이용하여 차량을 감지하는 것으로서, 일반적으로 레이더센서는 전파를 방사한 다음 반사파를 수신하여 물체의 유무와 거리 등을 측정하는 것으로서, 레이더센서의 종류는 지속파레이더(CW rader)와 펄스레이더로 구분되는데, 상기 지속파레이더(CW rader)의 경우 정현파 반송주파수를 사용하게 되는데, 물체에 맞았을 때 주파수가 달라지는 원리를 이용하여 송수신의 주파수차이(도플러 주파수)를 이용하여 위치 및 속도를 감지하게 된다.

본 발명의 차량감지부(100)는 상기 레이더센서 중에서 펄스레이더 즉, 미세펄스 방식의 레이더센서로 적용되는 것에 특징이 있다. 상기 미세펄스 방식의 레이더센서는 펄스의 송수신 시간차를 계산하여 위치 및 속도를 감지하게 된다.

앞서 설명한 CW방식의 지속파레이더는 근거리 내에 정밀도가 낮고 전력을 많이 소비하는 문제점이 있었던 반면, 본 발명에 적용되는 미세펄스 방식의 레이더센서는 고해상도의 정밀도와 저전력 사용이 가능한 이점을 갖는다.

또한 본 발명의 차량감지부(100)에서 사용되는 주파수는 60GHz대역으로 적용하여 주파수 간섭이 적고, 저전력으로 운용이 가능하도록 한다.

본 발명의 차량감지부(100)는 도면에 도시한 바와 같이 펄스 파형을 특정 영역으로 송신하는 레이더 송신부(300)와, 물체에 부딪혀 반사되는 펄스를 수신하는 레이더 수신부(400)와, 수신된 펄스 정보를 기반으로 감지된 물체가 차량에 해당하는지와 차량의 접근 여부를 판단하는 차량 판별부(500)를 포함할 뿐만 아니라, 레이더 송신부(300)와 레이더 수신부(400)의 송수신 거리를 강제로 짧은 범위로 조절하는 감지범위 제어부(600)가 더 구성된다.

상기 감지범위 제어부(600)를 통해 송수신 거리를 강제로 짧게 조절하는 이유는, 펄스방식의 레이더센서는 출입 차단기용으로 사용하기에 수신거리의 범위가 지나치게 넓기 때문에, 오인식을 방지하기 위해 조절하는 것이다. 여기서 조절하는 방식은 레이더 송신부(300)와 레이더 수신부(400)를 변경하는 것이 아니라 감지범위 제어부(600)의 자체 알고리즘에 의해 송수신 범위가 제한된 것처럼 차량 판별부(500)에서 인식하도록 한다.

펄스 방식의 레이더는 송수신 시간차에 의해 물체를 인식하기 때문에 도 2에 도시한 바와 같이 시간차를 이용한 수식에 의해 측정 범위가 결정된다. 따라서 도 3에 도시한 바와 같이 T(start)와 T(measure)를 도 2의 식에 대입하여, R(start)와 R(measure)을 도출하게 된다. 이렇게 도출된 R(start)는 측정이 시작거리가 되고, R(measure)는 측정 총 거리가 되어 R(start) + R(measure)를 통해 측정 끝 거리가 연산될 수 있다.

상기와 같은 방식으로 본 발명의 감지범위 제어부(600)는 도 4에 도시한 바와 같이 레이더 송신부(300)를 통해 출력된 펄스 신호가 출력된 다음 레이더 수신부(400)가 비활성화된 상태의 대기시간(t1)을 갖도록 하고, 대기시간(t1)이 지나면 레이더 수신부(400)가 활성화된 상태로 수신시간(t2)을 유지하다가 수신시간(t2)이 지나면 레이더 수신부(400)가 비활성화된 상태로 제어하여, 수신거리가 특정되도록 한다.

즉, 본 발명의 감지범위 제어부(600)는 레이더 수신부(400)를 활성화 또는 비활성화하는 형태로 자체적으로 펄스 값을 수신제어 함으로써, 출입 차단기에 최적화된 감지범위를 갖도록 할 수 있다. 여기서 최적화된 감지범위는 1m ~ 3m의 범위에 들어 왔을 때만 차량을 감지하도록 구성할 수 있다.

이와 같이 수신될 수 있는 거리를 특정함으로써, 출입 차단기의 차량감지부(100)로부터 너무 먼거리에서 지나가는 이동체를 차량의 진입으로 오인식하거나, 차량감지부(100)에 너무 근접한 상태로 지나가는 사람을 잘못 인식하여 차단수단(200)의 차단바(210)를 불필요하게 작동시키는 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

아울러, 감지거리뿐만 아니라 감지각도까지 조정하여 넓은 각도로 인한 오인식 문제까지 해결할 수 있는데, 해결방법으로는 레이더 수신부(400)에 렌즈 안테나를 적용하여 감지각도가 좁혀지도록 조절하는 것이다.

또한 본 발명에서 차량감지부(100)의 전원공급은 차단수단(200)으로 공급되는 상시전원으로 이루어질 수 있으나, 자체 배터리(700)를 통해 전원공급이 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명은 종래의 루프코일 매설방식으로 이루어진 차량감지장치에 비해 설치가 간편하고, 전원공급까지 배터리(700)를 통해 이루어진다면, 차량감지부(100)의 전체를 탈부착이 용이한 패키지 형태로 구성할 수 있는 이점을 갖는다. 탈부착이 용이한 형태가 되면서 설치가 간편하고 교체가 용이하여 관리자의 편의성을 높일 수 있다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

100 : 차량감지부
200 : 차단수단
210 : 차단바
300 : 레이더 송신부
400 : 레이더 수신부
500 : 차량 판별부
600 : 감지범위 제어부
700 : 배터리

Claims (4)

1. 레이더 센서를 통해 차량의 접근을 감지하는 차량감지부(100)와,
   상기 차량감지부(100)의 감지 신호를 제공받아 차단바(210)를 제어하여 차량의 출입을 통제하는 차단수단(200);로 이루어지며,
   상기 차량감지부(100)는;
   펄스 파형을 특정 영역으로 송신하는 레이더 송신부(300)와,
   상기 송신된 펄스 파형이 물체에 부딪혀 반사되는 펄스를 수신하는 레이더 수신부(400)와,
   상기 레이더 수신부(400)의 펄스정보를 기반으로 차량의 접근을 판단하는 차량 판별부(500)와,
   상기 차량 판별부(500)에서 감지되는 센서정보가 알고리즘에 의해 레이더 송신부(300) 및 레이더 수신부(400)의 송수신 거리보다 짧은 범위로 이루어지도록 제어하는 감지범위 제어부(600);로 구성되고,
   상기 감지범위 제어부(600)는 레이더 송신부(300)를 통해 출력된 펄스 신호가 출력된 다음 레이더 수신부(400)가 비활성화된 상태의 대기시간(t1)을 갖도록 하고, 대기시간(t1)이 지나면 레이더 수신부(400)가 활성화된 상태로 수신시간(t2)을 유지하다가 수신시간(t2)이 지나면 레이더 수신부(400)가 비활성화된 상태로 제어하여, 수신거리가 특정되도록 하고,
   상기 레이더 수신부(400)에는 렌즈 안테나를 적용하여, 감지각도가 좁혀지도록 조절하며,
   상기 차량감지부(100)의 전원공급은 배터리(700)를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 출입 차단기용 차량인식 시스템
   
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