KR102560968B1 - 노면상태 검지시스템 및 방법 - Google Patents

노면상태 검지시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노면상태 검지시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노면의 온도 등 노면의 상태를 검지하는 노면상태 검지시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 미리 설정된 n개의 검지영역의 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하는 블랙아이스 경고단계(S300)를 포함하며, 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 판단기준에 벗어난 경우 상기 노면온도(Tr)를 보정하는 보정단계(S400)를 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법을 개시한다.

Description

노면상태 검지시스템 및 방법 {System for monitoring road surface condition, and method for monitoring road surface condition}
본 발명은 노면상태 검지시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노면의 온도 등 노면의 상태를 검지하는 노면상태 검지시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도로는, 보행자 및 차량이 이동하는 통로로서 정치·경제·사회·문화 등 전 분야에 걸쳐 국가발전의 선도적인 역할을 하는 사회 간접 자본시설이다.
한편, 한국은, 사계절이 뚜렷한 지정학적 위치로 인하여 계절에 따라 비나 눈에 의한 노면의 불안정 상태 형성, 여름의 경우 고온환경에 따른 블로우 업 발생, 겨울의 경우 저온환경에 따른 결빙, 블랙아이스 등의 형성으로 교통사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
이에 안전한 차량 운행을 위하여 도로 노면에 대한 상태 검지 및 모니터링이 필요하다.
한편, 종래의 도로 노면상태 검지방법 및 시스템은, 인력 측정, 접촉식 측정, 비접촉식 측정으로 구분할 수 있다.
인력 측정은, 정확도는 높으나 상시 측정이 불가능하기 때문에 매우 비효율적인 방식이다.
접촉식 측정은, 도로 노면에 센서 매설이 필요하기 때문에 시공의 어려움과 함께 도로 파손의 위험성, 유지보수 및 관리의 어려움이 존재한다.
비접촉식 측정은, 최근에 개발된 측정 방식으로 레이저 및 기상관측장비 등의 다양한 센서를 활용하여 비접촉식 도로 노면 관리 시스템이 활용되고 있지만, 고가의 센서를 활용하기 때문에 시스템 구축 비용이 높아지며, 유지보수의 어려움 및 측정 범위가 제한적인 문제점이 있다.
이에 따라, 특허문헌 1과 같이, 열화상 카메라를 이용한 도로 노면 온도 측정 시스템이 활용되고 있지만, 종래의 도로 노면 온도 측정 시스템의 경우, 사전에 설정된 검지 영역을 기준으로 노면 온도 측정을 진행하기 때문에 도로 상의 차량 등에 의하여 데이터 오염 발생 가능성이 높은 문제점이 있다.
구체적으로 도로 상에는 차량이 불규칙적으로 이동되며, 노면 온도 측정시 차량의 온도가 노면 온도 측정에 영향을 미쳐 측정 데이터를 오염시키게 된다.
한편, 데이터 오염이 발생할 경우, 전체적인 시스템 정확도가 저하되며, 특히, 동절기에 블랙아이스 발생 예측 정확도가 급격히 감소하여, 큰 교통사고 또는 인명피해를 유발할 수 있는 문제점 있다.
(특허문헌 1) KR 10-2330612 B1
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 온도 측정시 차량의 유무에 영향을 받지 않고 노면온도 등 노면상태 검지결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 노면상태 검지시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 미리 설정된 n개의 검지영역에 대한 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하는 블랙아이스 경고단계(S300)를 포함하며, 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 판단기준에 벗어난 경우 상기 노면온도(Tr)를 보정하는 보정단계(S400)를 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법을 개시한다.
상기 노면온도 계산단계(S100)는, 하나 이상의 열화상카메라(10)를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 노면온도 계산단계(S100)는, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 검지영역 중 미리 설정된 측정영역(0~9)들에 대한 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 영역온도측정단계(S110)와; 상기 영역온도측정단계(S110)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차가 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 비정상으로 하여 상기 보정단계(S400)를 수행하고, 상기 편차가 미리 설정된 설정범위보다 작은 경우 상기 영역별 노면온도(Trn)들로부터 미리 설정된 온도결정방법에 의하여 노면온도(Tr)를 결정하는 노면온도 결정단계(S120)를 포함할 수 있다.
상기 보정단계(S400)는, 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행할 수 있다.
상기 측정영역은, 차선 기준으로 각 차선에 1개 이상의 측정영역이 설정되며, 상기 보정단계(S400)는, 각 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 다시 수행하고, 각 차선의 측정영역에 대한 상기 편차가 모두 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행할 수 있다.
상기 측정영역은, 차선 기준으로 각 차선 및 차량이 이동하지 않은 비이동영역 각각에 1개 이상의 측정영역이 설정되며, 상기 보정단계(S400)는, 상기 비이동영역에서 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행할 수 있다.
상기 측정영역은, 복수의 차선 기준으로 각 차선에 1개 이상의 측정영역이 설정되며, 상기 노면온도 결정단계(S120)는, 상기 복수의 차선 중 차량이 없는 것으로 판단된 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행할 수 있다.
상기 노면온도 계산단계(S100)는, 상기 열화상카메라(10)의 외면 및 내부 중 적어도 하나의 카메라온도(Tt)를 측정하고, 측정된 상기 열화상카메라(10)에 의하여 측정된 영역별 노면온도(Trn)들을 보정할 수 있다.
상기 열화상카메라(10)는, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징 내부에 설치될 수 있다.
상기 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지로부터 차량영역을 추출하고 추출하는 추출된 차량영역을 기준으로 교통상황을 모니터링하는 교통상황모니터링 단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 미리 설정된 시간 기준으로 차량의 이동숫자를 계산할 수 있다.
상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 역주행여부를 모니터링할 수 있다.
상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 차량이 이동속도를 측정하고, 미리 설정된 판단기준속도 이상으로 주행하는지 여부를 모니터링하며, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 미리 설정된 판단기준속도 이상으로 주행하는 차량에 대하여 위험경고를 수행할 수 있다.
상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 해당 도로를 주행하는 차량에 대하여 블랙아이스 경고를 수행할 수 있다.
상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 블랙아이스 경고와 함께 안전주행속도를 안내할 수 있다.
본 발명은, 미리 설정된 n개의 검지영역에 대한 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr) 중 적어도 하나의 판단기준온도가 미리 설정된 경고온도범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 밖에 있는 경우 상기 노면온도 계산단계(S100) 및 상기 온습도측정단계(S200)를 다시 수행하는 온도판단단계(S600)와; 상기 온도판단단계(S600)에서 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 내에 있고, 상기 판단기준온도가 제1기준온도보다 작은 경우 블랙아이스 경고단계(S300)를 수행하고, 상기 판단기준온도가 제2기준온도보다 큰 경우 블로우 업 경고단계(S600)를 수행하는 경고수행단계(S30)를 포함하며, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하며, 상기 블로우 업 경고단계(S600)는, 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법을 개시한다.
본 발명은 또한 상기와 같은 구성을 가지는 노면상태 검지방법의 수행을 위한 노면상태 검지시스템으로서, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와; 상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템을 개시한다.
상기 데이터 측정부(200)는, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온·습도측정부(20)와, 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 열화상카메라(10)를 포함할 수 있다.
상기 열화상카메라(10)는, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징(110) 내부에 설치될 수 있다.
상기 하우징(110)은, 내부공간의 온도가 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지하기 위한 온도유지수단(140)이 설치될 수 있다.
본 발명은 또한, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와; 상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함하며, 상기 제어부(400)는, 미리 설정된 n개의 검지영역에 대한 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr) 중 적어도 하나의 판단기준온도가 미리 설정된 경고온도범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 밖에 있는 경우 상기 노면온도 계산단계(S100) 및 상기 온습도측정단계(S200)를 다시 수행하는 온도판단단계(S600)와; 상기 온도판단단계(S600)에서 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 내에 있고, 상기 판단기준온도가 제1기준온도보다 작은 경우 블랙아이스 경고단계(S300)를 수행하고, 상기 판단기준온도가 제2기준온도보다 큰 경우 블로우 업 경고단계(S600)를 수행하는 경고수행단계(S30)를 포함하며, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하며, 상기 블로우 업 경고단계(S600)는, 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템을 개시한다.
본 발명에 따른 노면상태 검지시스템 및 방법은, 측정된 영역별 노면온도들의 정상 및 비정상인지 여부를 판단하고 정상인 경우에만 노면온도로 계산함으로써, 온도 측정시 차량의 유무에 영향을 받지 않고 노면온도 등 노면상태 검지결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템 및 방법은, 종래 도로 노면 예측 시스템 대비, 청구범위에 따른 개선된 알고리즘 제공을 통해 데이터 오염을 감소시켜, 전체적인 도로 노면 온도 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템 및 방법은, 교통상황모니터링을 추가로 포함하는 경우 별도의 추가 구성없이 하나의 열화상카메라로 차량의 속도 및 돌발 검지, 교통량 측정 등의 부가 기능을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템이 포함된 체계도의 일예이다.
도 2a는, 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템의 구성 일예를 보여주는 구성도이다.
도 2b는, 도 2a의 화상카메라가 하우징 내부에 설치된 예를 보여주는 개념도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법의 일예를 보여주는 흐름도이다.
도 4는, 도 3의 노면상태 검지방법의 수행을 위하여 촬영된 이미지 상에 측정영역의 설정 예를 보여주는 그림이다.
도 5는, 도 3의 노면상태 검지방법의 수행을 위하여 촬영된 이미지 상에 측정영역의 설정에 따라 각영역의 온도를 그림에 표시한 예를 보여주는 그림이다.
도 6은, 도 3의 노면상태 검지방법의 수행을 위하여 촬영된 이미지 상에 측정영역의 설정 중 차선 기준으로 설정된 예를 보여주는 그림이다.
도 7은, 차량의 유무에 따라 열화상카메라에 의하여 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 편차의 예를 보여주는 그림이다.
도 8은, 열화상카메라에 의하여 획득되는 촬영영역 내에 차량의 진입여부 판단을 위하여 차량검지영역이 설정된 예를 보여주는 그림이다.
이하 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템 및 방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은, 열화상카메라(10)와 같은 비접촉신 온도측정수단을 사용하여 노면의 온도를 측정하여 블랙아이스 형성여부, 블로우 업 형성여부 등을 추정하고 추정된 결과에 따라서 도로관리자, 차량 등에 경고를 수행하는데 특징이 있으며, 그 수행방안 및 구성에 따라서 다양한 구성이 가능하다.
일 실시예로서, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 n개의 검지영역의 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하는 블랙아이스 경고단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저 상기 온습도측정단계(S200)는, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 단계로서, 대기의 온도 및 습도의 측정방식에 따라서 온도계 및 습도계를 이용하는 등 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
그리고 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)는, 후술하는 블랙아이스 경고의 기준으로 활용하기 위한 이슬점 온도(Tm)를 계산하는데 활용될 수 있다.
또한, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)는, 열화상카메라(10)에 의한 노면온도(Tr) 측정시 대기 조건에 따라 보정하기 위한 보정조건으로 활용될 수 있다.
예를 들면, 상기 열화상카메라(10)는, 온도조건에 따라 측정온도가 미세한 편차를 가지는바 미리 실행된 실험을 통하여 온도 및 습도 중 적어도 하나의 상관관계식 내지 테이블을 이용하여 측정된 영역별 노면온도(Trn)에 대한 보정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 상기 열화상카메라(10)의 외면 및 내부 중 적어도 하나의 카메라온도(Tt)를 측정하고, 측정된 상기 열화상카메라(10)에 의하여 측정된 영역별 노면온도(Trn)들을 보정할 수 있다.
상기와 같은 보정에 의하여, 상기 열화상카메라(10) 자체 및/또는 주변의 온도에 따라 실제온도 및 측정오도 사이의 편차를 최소화하여 노면온도 측정의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 열화상카메라(10)는, 제조사에 따라 편차가 있으며, 열화상카메라(10)의 주변 온도 조건에 따라서 열화상카메라(10)에 의하여 측정된 측정온도와 실제온도 사이의 편차가 발생되는 문제점이 있다.
특히 열화상카메라(10)의 주변 온도가 낮은 경우 열화상카메라(10)에 의하여 측정된 측정온도는 실제온도와의 편차가 상대적으로 크다.
그런데 노면온도 측정을 위한 열화상카메라(10)는, 비, 바람 등 온도조건의 변화가 매우 불규칙적인 조건 하에 놓여, 측정되는 노면온도의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 상기 열화상카메라(10)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징(110) 내부에 설치될 수 있다.
즉, 상기 열화상카메라(10)는, 측정온도 및 실제온도와의 편차를 최소화하기 위하여 미리 설정된 온도 내지 온도범위 내로 유지하면서 작동되는 것이 바람직하다.
특히 상기 측정용 온도범위는, 열화상카메라(10)가 실제 온도와의 편차가 가장 낮은 온도 범위로서, 예를 들면 45℃~55℃, 바람직하게는 51~52℃(사용 제품 실험 기준, 45℃의 경우 0.2℃, 50℃인 경우 0.1℃, 55℃인 경우 -0.4℃)인 것이 바람직하다.
여기서 상기 측정용 온도범위는, 상기 열화상카메라(10)의 제조사 및 기종에 따라서 달라질 수 있음은 물론이다.
상기 하우징(110)은, 열화상카메라(10)가 렌즈부분만 외부로 노출되도록 내부공간에 설치되며, 상기 내부공간은 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지됨에 특징이 있다.
이에 상기 하우징(110)은, 열화상카메라(10)가 내주면에서 적어도 일면과 간격을 가지고 설치될 수 있도록 하나 이상의 지지부재(130)에 의하여 지지되며, 렌즈부분(11) 쪽에 온도측정을 위한 온도측정부(120)가 설치될 수 있다.
한편, 상기 하우징(110)은, 내부공간의 온도가 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지하기 위한 온도유지수단(140)이 설치됨이 바람직하다.
상기 온도유지수단(140)은, 온도조절방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 가열만을 수행하는 히터, 냉각 및 가열 수행이 가능한 열전모듈 등 다양한 모듈이 사용될 수 있다.
특히 상기 온도유지수단(140)은, 하우징(110)의 내측에 설치되어, 가열 및/냉각 중 적어도 하나를 수행하는 열교환부(미도시)와, 상기 내부공간의 공기를 상기 열교환부로 유동시켜 내부공간을 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지시키는 공기유동형성부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 하우징(110)은, 열화상카메라(10)에 대한 전원공급, 제어신호 및 측정결과 송수신을 위한 유선 또는 무선 수단이 구비될 수 있다.
예로서, 상기 하우징(110)은, 열화상카메라(10)과 연결된 배선(160)이 밀폐된 상태로 외부와 연결되도록 설치될 수 있다.
한편, 상기 하우징(110) 및 상기 열화상카메라(10)의 결합구조는, 상기 열화상카메라(10)의 외부에서의 온도유지방식에 따라서 다양한 구성이 가능함은 물론이다.
예로서, 물, 유체 등의 순환방식에 의하여 열교환방식, 히터의 전도/대류/복사를 이용한 가열방식 등에 따라서 상기 하우징(110) 및 상기 열화상카메라(10)의 결합구조는, 다양한 구성이 가능하다.
상기 노면온도 계산단계(S100)는, 미리 설정된 n개의 검지영역의 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면온도(Tr)를 계산하는 단계로서, 검지영역의 설정 및 온도측정방식, 특히 후술하는 보정단계(S400)의 조합에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
여기서 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 비접촉 온도측정방식인, 하나 이상의 열화상카메라(10)를 사용하여 수행되는 것이 바람직하다.
상기 검지영역은, 온도측정대상이 노면 상에서 미리 설정되는 영역으로서, 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 촬영영역 중 노면온도의 측정이 원활하게 이루어지도록 설정될 수 있다.
일예로서, 상기 측정영역은, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 차선 기준으로 각 차선에 2개 이상의 측정영역(0~9)이 설정되며, 상기 노면온도(Tr)는, 상기 노면온도(Trn, n은 각 측정영역의 번호를 의미함)들로부터 계산될 수 있다.
이때, 노면의 온도를 측정함에 있어서, 차량의 이동여부에 영향을 받지 않도록, 상기 측정영역은, 도 5에 도시된 바와 같이, 차선 기준으로 각 차선 및 차량이 이동하지 않은 갓길과 같은 비이동영역 각각에 2개 이상의 측정영역이 설정될 수 있다.
그리고 도로는 복수의 차선들로 이루어질 수 있는데 이때, 상기 측정영역은, 복수의 차선 기준으로 각 차선에 2개 이상의 측정영역이 설정될 수 있다.
상기와 같은 측정영역의 설정에 따라서, 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
일예로서, 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 검지영역 중 미리 설정된 측정영역(0~9)들에 대한 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 영역온도측정단계(S110)와; 상기 영역온도측정단계(S110)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)들의 편차가 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 비정상으로 하여 후술하는 보정단계(S400)를 수행하고, 상기 편차가 미리 설정된 설정범위보다 작은 경우 상기 영역별 노면온도(Trn)들로부터 미리 설정된 온도결정방법에 의하여 노면온도(Tr)를 결정하는 노면온도 결정단계(S120)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 설정범위는, 계산된 편차의 값이 최종 결정된 노면온도(Tr)의 신뢰성이 충분한 수준의 범위로서, 실험 등을 통하여 1/10~1 ℃ 단위, 1~5 ℃ 단위 등 적절한 수치로 정해질 수 있다.
상기 영역온도측정단계(S110)는, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 검지영역 중 미리 설정된 측정영역(0~9)들에 대한 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 단계로서, 측정영역의 설정에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
상기 노면온도 결정단계(S120)는, 상기 영역온도측정단계(S110)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차가 미리 설정된 설정범위 이상-판단기준-인 경우 비정상으로 하여 후술하는 보정단계(S400)를 수행하고, 상기 편차가 미리 설정된 설정범위보다 작은 경우 상기 영역별 노면온도(Trn)들로부터 미리 설정된 온도결정방법에 의하여 노면온도(Tr)를 결정하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
여기서 상기 측정기준온도(Tref)는, 측정된 노면온도의 이상여부를 충실히 반영할 수 있도록 설정된 기준온도로서, 측정영역별 노면온도(Trn)들의 산술평균, 기하평균 등이 될 수 있으며, 이때 편차는 표준편차가 될 수 있다.
여기서 상기 평균의 설정에 있어서, 편차계산 대상에 따라서 하나의 차선 내의 측정영역들에 대한 평균으로, 편차는 해당 차선 내의 측정영역들에 대한 편차로 정해질 수 있다.
또한, 상기 측정기준온도(Tref)는, 차량의 이동이 없는 갓길과 같은 비이동영역에서 측정된 측정영역별 노면온도(Trn)들의 산술평균, 기하평균 등이 될 수 있다.
또한, 상기 측정기준온도(Tref)는, 이전에 촬영된 이미지로부터 측정되어 정상으로 판단된 측정영역별 노면온도(Trn), 그 영역별 노면온도(Trn)들의 산술평균, 기하평균 등이 될 수 있다.
상기 노면온도 계산단계(S100)는, 하나 이상의 열화상카메라(10)를 사용하여 수행될 수 있으며, 측정대상인 도로는 차량의 통행이 불규칙적으로 이루어지는 바 도 7에 도시된 바와 같이, 차량의 유무에 따라 영역별 노면온도가 달라져, 차량의 유무 등 측정된 온도에 이상이 있는 경우에 효과적으로 대응할 필요가 있다.
이에 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 판단기준에 벗어난 경우 상기 노면온도(Tr)를 보정하는 보정단계(S400)를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 보정단계(S400)는, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 판단기준에 벗어난 경우 상기 노면온도(Tr)를 보정하는 보정방식에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
여기서 상기 판단기준은, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 정상 온도인지 비정상온도인지 판단하는 기준으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 영역온도측정단계(S110)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)들의 편차가 미리 설정된 설정범위 이상 여부, 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차가 미리 설정된 설정범위 이상 여부 등이 될 수 있다.
가장 효과적인 방법은, 상기 보정단계(S400)는, 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행하는 것이다.
한편, 상기 측정영역은, 차선 기준으로 각 차선에 1개 이상의 측정영역이 설정되었을 때, 상기 보정단계(S400)는, 각 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 다시 수행하고, 각 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 편차가 모두 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행할 수 있다.
또한, 상기 측정영역은, 차선 기준으로 각 차선 및 차량이 이동하지 않은 비이동영역 각각에 1개 이상의 측정영역이 설정될 때, 상기 보정단계(S400)는, 상기 비이동영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행할 수 있다.
또한, 상기 측정영역은, 복수의 차선 기준으로 각 차선에 1개 이상의 측정영역이 설정될 때, 상기 보정단계(S400)로서, 상기 노면온도 결정단계(S120)는, 상기 복수의 차선 중 차량이 없는 것으로 판단된 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행할 수 있다.
한편, 영역별 노면온도(Trn)의 측정에 있어서, 도로를 주행하는 차량이 영향을 미치는바, 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지에서 차량의 유무를 먼저 판단하고 차량이 있은 경우 해당 이미지는 영역별 노면온도(Trn)의 측정에서 배제함으로써, 영역별 노면온도(Trn)의 측정에 있어서, 도로를 주행하는 차량이 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
여기서 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지에서 차량의 유무를 판단하는 방법은 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
일예로서, 후술하는 교통상황모니터링 단계(S500)에서와 같이 차량의 이미지를 추출하고, 차량의 이미지가 포함된 경우 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지에서 차량이 있는 것으로 판단될 수 있다.
다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 영역 중 차량검지영역을 설정하고, 차량검지영역에서 차량이 진입이 감지된 경우 미리 설정된 n개의 검지영역에서 챠량이 지나간 상태가 될 때까지 노면온도 계산단계(S100)의 수행을 멈출 수 있다.
여기서 미리 설정된 n개의 검지영역에서 챠량이 지나간 상태의 확인은, 차량검지영역에서 차량이 진입여부 판단시 차량의 크기, 이동속도를 함께 계산하고, 해당 차량의 충분한 이동여부 및 후속 차량의 유무 등을 검지함으로써 수행될 수 있다.
상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
먼저 상기 이슬점 온도(Tm)는, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 공지의 방법에 의하여 계산될 수 있다.
다음으로 상기 노면온도(Tr)는, 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 결과가 활용된다.
한편, 상기 블랙아이스 경고는, 노면온도(Tr)-이슬점 온도(Tm) 차이값에 따라서 블랙아이스 및/또는 결빙발생(차이값이 음수인 경우), 블랙아이스 및/또는 결빙 가능성 있음(차이값이 미리 설정된 판단기준, 예를 들면 3℃인 경우), 블랙아이스 및/또는 결빙 예고(차이값이 미리 설정된 판단기준, 예를 들면 5℃인 경우)와 같은 형태로 수행될 수 있다.
더 나아가, 상기 블랙아이스 경고는, 노면온도(Tr)-이슬점 온도(Tm) 차이값의 추세가 블랙아이스 가능성 및 예고의 기준으로 활용될 수 있다.
한편, 상기 블랙아이스 경고는, 도로관리주체의 관리시스템(300) 등에 전달되거나, 본 발명에 따른 노면상태 검지시스템의 일부로서 열화상카메라(10)에 인접, 바람직하게는 노면온도 측정위치보다 미리 설정된 거리만큼 전방 측에 설치되어 해당 도로를 주행하는 차량의 운전자가 관찰할 수 있도록 시각적으로 표시하는 알람부에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 상기 블랙아이스 경고는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도로관리주체의 관리시스템(300)은 물론, 해당도로를 통행하는 차량의 단말, 도로상태를 알리는 도로정보제공시스템 등 도로의 노면상태의 정보가 필요한 대상의 단말, 서버 등으로 전송될 수 있음은 물론이다.
상기 알람부는, 열화상카메라(10)에 인접, 바람직하게는 노면온도 측정위치보다 미리 설정된 거리만큼 전방 측에 설치되어 해당 도로를 주행하는 차량의 운전자가 관찰할 수 있도록 시각적으로 표시하는 구성으로서, 표지판, 디스플레이장치 등으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 알람부는, 차량의 주행방향을 기준으로 노면온도 측정위치에 도달하기 전의 위치로서, 노면온도 측정위치로부터 미리 설정된 거리, 예를 들면 500m 전방, 1km 전방 등에 설치될 수 있다.
이때 상기 알람부는, 앞서 측정된 노면상태, 즉 해당도로 상태에 따라 미끄럼 등을 고려하여 주행 차량의 안전주행속도도 함께 표시할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법의 수행에 있어서, 열화상카메라(10)를 이용하는 바, 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지를 온도측정 이외로 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법은, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지로부터 차량영역을 추출하고 추출하는 추출된 차량영역을 기준으로 교통상황을 모니터링하는 교통상황모니터링 단계(S500)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지로부터 차량영역을 추출하고 추출하는 추출된 차량영역을 기준으로 교통상황을 모니터링하는 단계로서, 모니터링 내용에 따라서 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
일예로서, 상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 미리 설정된 시간 기준으로 차량의 이동숫자를 계산, 즉 교통량을 계산할 수 있다.
또한, 상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 미리 설정된 시간 기준으로 차량들 사이의 차량 간격을 계산할 수 있다.
그리고 상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 상기 교통량 및/또는 차량 간격을 활용하여, 앞서 설명한 바와 같이 블랙아이스 경고 수준에 따라서 차량의 안전주행속도를 적절히 설정할 수 있다.
예로서, 교통량이 상대적으로 많거나, 차량 간격이 적은 경우, 안정주행속도를 상대적으로 낮추고, 그 반대인 경우 안정주행속도를 높일 수 있다.
한편, 상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 역주행여부를 모니터링할 수 있다.
상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 역주행이 있는 것으로 판단된 경우 도로관리주체의 단말기, 서버 등에 전달되거나 알람부에 전달되어 관리주체 및/또는 차량운전자에게 역주행여부를 알릴 수 있다.
한편, 상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 차량이 이동속도를 측정하고, 미리 설정된 판단기준속도 이상으로 주행하는지 여부를 모니터링하며, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 미리 설정된 판단기준속도 이상으로 주행하는 차량에 대하여 위험경고를 수행할 수 있다.
이때, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 해당 도로를 주행하는 차량에 대하여 블랙아이스 경고를 수행할 수 있다.
더 나아가, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 블랙아이스 경고와 함께 안전주행속도를 안내할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법은, 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행하는 블로우 업 경고단계(S500)를 추가로 수행할 수 있다.
상기 블로우 업 경고단계(S500)는, 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행할 수 있다.
여기서 상기 블로우 업 경고단계(S500)는, 고온 상태의 지속시 블로우 업 발생 가능성이 높은 점을 고려하여 수행되는 단계로서, 블로우 업 상태를 직접적으로 검지하는 것이므로, 미리 수행된 시험에 따라 블로우 업 기준온도(Tb) 및 지속시간이 설정될 수 있다.
예를 들면, 블로우 업 기준온도(Tb)는 30℃, 지속시간은 2일로 설정될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 노면상태 검지방법은, 블로우 업 경고단계(S500) 및 블랙아이스 경고단계(S300) 모두의 수행을 가능하게 함에 있어서, 미리 설정된 n개의 검지영역에 대한 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와; 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와; 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr) 중 적어도 하나의 판단기준온도가 미리 설정된 경고온도범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 밖에 있는 경우 상기 노면온도 계산단계(S100) 및 상기 온습도측정단계(S200)를 다시 수행하는 온도판단단계(S600)와; 상기 온도판단단계(S600)에서 상기 판단기준온도가 상기 경고온도범위 내에 있고, 상기 판단기준온도가 제1기준온도보다 작은 경우 블랙아이스 경고단계(S300)를 수행하고, 상기 판단기준온도가 제2기준온도보다 큰 경우 블로우 업 경고단계(S600)를 수행하는 경고수행단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 경고수행단계(S30)는, 상기 온도판단단계(S600)의 판단결과에 따라서 상기 블랙아이스 경고단계(S300) 및 상기 블로우 업 경고단계(S600)를 수행하는 단계로서, 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
한편, 상기 경고수행단계(S30)의 수행에 있어서, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr)에 따라 수행되는바, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr)에 대한 신뢰성을 높일 필요가 있다.
이에 상기 노면온도 계산단계(S100)는, 앞서 설명한 바와 같이, 보정단계(S400)의 수행에 의하여 보정될 수 있다.
또한, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 계산된 노면온도(Tr)는, 상기 블랙아이스 경고단계(S300) 및 상기 블로우 업 경고단계(S600)의 수행에 있어서, 단일 시점의 데이터만의 활용보다는 미리 저장된 숫자의 데이터들을 조합하여 판단되거나, 미리 설정된 시간 동안 축적된 데이터들을 조합하여 판단될 수 있다.
여기서 각 데이터들의 조합은, 앞서 설명한 바와 같이, 산술평균, 기하평균 등의 평균 등이 활용되거나, 변화추이로 활용될 수 있다.
한편, 상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하며, 상기 블로우 업 경고단계(S600)는, 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행한다.
그리고 상기 제1기준온도 및 상기 제2기준온도는, 각각 블랙아이스 경고에 적합한 온도 및 블로우 없 경고에 적합한 온도로, 예를 들면 제1기준온도는, 5℃, 제2기준온도는 30℃ 등이 될 수 있다.
한편, 상기 블랙아이스 경고단계(S300) 및 상기 블로우 업 경고단계(S600)는, 앞서 설명한 방법에 의하여 수행될 수 있는바 자세한 설명은 생략한다.
특히 상기 블랙아이스 경고단계(S300) 및 상기 블로우 업 경고단계(S600)를 포함하는 상기 경고단계(S30)는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 도로관리주체의 관리시스템(300)은 물론, 해당도로를 통행하는 차량의 단말, 도로상태를 알리는 도로정보제공시스템 등 도로의 노면상태의 정보가 필요한 대상의 단말, 서버 등으로 전송될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 노면상태 검지시스템에 의하여 또한 상기와 같은 구성을 가지는 노면상태 검지방법의 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 노면상태 검지시스템은, 다양한 구성이 가능하며, 일예로서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와; 상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함할 수 있다.
상기 데이터 측정부(200)는, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 데이터 측정부(200)는, 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온·습도측정부(20)와, 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 열화상카메라(10)를 포함할 수 있다.
상기 열화상카메라(10)는, 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하기 위하여 측정대상인 도로의 노면을 촬영하는 열화상카메라로서, 상용품의 열화상카메라 등이 사용될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 열화상카메라(10)에 의하여 측정되는 영역별 노면온도(Trn)들의 온도오차를 줄이기 위하여, 상기 열화상카메라(10)는, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징(110) 내부에 설치됨이 바람직하다.
상기 하우징(110)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 내부공간의 온도가 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지하기 위한 온도유지수단(140)이 설치될 수 있으며, 앞서 설명한바 자세한 설명은 생략한다.
상기 제어부(400)는, 상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 구성으로서, 앞서 설명한 노면온도 측정방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
특히 상기 제어부(400)는, 앞서 설명한 노면온도 측정방법을 수행하기 위한 구성으로서, 물리적 구성보다는 논리연산 등 회로적 구성으로서, CPU, 저장장치 등으로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.
한편, 상기 제어부(400)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 필수기능 및 부가기능의 수행을 위하여, 데이터 측정부(200)로부터 데이터를 입력받기 위한 데이터 입력부, 데이터 입력부로부터 입력받은 데이터를 저장하는 데이터 저장부, 데이터 입력/저장/계산 등을 수행하는 연산장치/컨트롤유닛, 열화상카메라 자체 및/또는 주변온도 등의 열화상카메라의 환경조건의 제어를 위한 환경 관리부, 저장/계산된 데이터의 전송을 위한 데이터 전송부 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 입력부는, 데이터 측정부(200)와 연결되어 데이터 측정부에서 측정된 측정 데이터를 입력받는 구성으로서, 데이터 측정부와의 데이터 전송방식에 따라 다양한 구성이 가능하다.
상기 데이터 저장부는, 데이터 저장을 위한 구성으로서, SDD, HDD, 플래시 램 등 데이터 저장이 가능한 구성이면 모두 가능하다.
상기 연산장치/컨트롤유닛는, 데이터 입력/저장/계산 등을 수행하는 구성으로서, MCU, CPU 등이 사용될 수 있다.
상기 환경 관리부는, 데이터측정부의 제어 등을 위한 구성으로서 제어대상에 따라 다양한 구성이 가능하다.
상기 정보 전송부는, 저장/계산된 데이터의 전송을 위한 구성으로서, 통신방식에 따라서 유선 모뎀, 근거리 무선통신모듈, 장거리통신모듈 등이 될 수 있다.
한편, 상기 제어부(400)는, 전체 및 일부 구성으로서 PC 등이 될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 열화상카메라 110 : 하우징

Claims (21)

  1. 미리 설정된 n개의 검지영역의 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면온도(Tr)를 계산하는 노면온도 계산단계(S100)와;
    대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온습도측정단계(S200)와;
    상기 온습도측정단계(S200)에서 측정된 대기의 온도(Ta) 및 습도(H)로부터 계산된 이슬점 온도(Tm)를 기준으로 상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)의 차이를 기준으로 블랙아이스 경고를 수행하는 블랙아이스 경고단계(S300)를 포함하며,
    상기 노면온도 계산단계(S100)는, 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 판단기준에 벗어난 경우 상기 노면온도(Tr)를 보정하는 보정단계(S400)를 수행하며,
    상기 노면온도 계산단계(S100)는, 하나 이상의 열화상카메라(10)를 사용하여 수행하며,
    상기 열화상카메라(10)는, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징 내부에 설치되며,
    상기 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 영역 중 차량검지영역이 설정되고, 상기 차량검지영역에서 차량 진입이 감지된 경우 상기 n개의 검지영역들에서 차량이 지나간 상태가 될 때까지 상기 노면온도 계산단계(S100)의 수행을 멈추며,
    상기 노면온도 계산단계(S100)는,
    상기 열화상카메라(10)에 의하여 촬영되는 도로의 검지영역 중 미리 설정된 측정영역(0~9)들에 대한 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 영역온도측정단계(S110)와;
    상기 영역온도측정단계(S110)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차가 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 비정상으로 하여 상기 보정단계(S400)를 수행하고, 상기 편차가 미리 설정된 설정범위보다 작은 경우 상기 영역별 노면온도(Trn)들로부터 미리 설정된 온도결정방법에 의하여 노면온도(Tr)를 결정하는 노면온도 결정단계(S120)를 포함하며,
    상기 측정영역은, 복수의 차선 기준으로 각 차선 및 차량이 이동하지 않은 비이동영역 각각에 1개 이상의 측정영역이 설정되며,
    상기 보정단계(S400)는, 각 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 다시 수행하고, 각 차선의 측정영역에 대한 상기 편차가 모두 미리 설정된 설정범위 이상인 경우 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행하며,
    상기 보정단계(S400)는, "상기 비이동영역에서 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행하거나", "상기 복수의 차선 중 차량이 없는 것으로 판단된 차선의 측정영역에 대한 영역별 노면온도(Trn)들의 측정기준온도(Tref)에 대한 편차를 기준으로 상기 노면온도 결정단계(S120)를 수행하는 것"을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정단계(S400)는, 상기 영역온도측정단계(S110)를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1, 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열화상카메라(10)에 의하여 획득된 이미지로부터 차량영역을 추출하고 추출하는 추출된 차량영역을 기준으로 교통상황을 모니터링하는 교통상황모니터링 단계(S500)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 교통상황모니터링 단계(S500)는,
    미리 설정된 시간 기준으로 차량의 이동숫자를 계산하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 교통상황모니터링 단계(S500)는, 역주행여부를 모니터링 하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 해당 도로를 주행하는 차량에 대하여 블랙아이스 경고를 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 블랙아이스 경고단계(S300)는, 상기 블랙아이스 경고와 함께 안전주행속도를 안내하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  14. 청구항 1, 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 노면온도 계산단계(S100)에서 측정된 영역별 노면온도(Trn)가 미리 설정된 블로우 업 기준온도(Tb) 이상으로 미리 설정된 지속시간 이상으로 유지되는 경우 블로우 업 경고를 수행하는 상기 블로우 업 경고단계(S600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지방법.
  15. 삭제
  16. 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와;
    상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함하며,
    상기 데이터 측정부(200)는,
    대기의 온도(Ta) 및 습도(H)를 측정하는 온·습도측정부(20)와,
    영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 열화상카메라(10)를 포함하며,
    상기 열화상카메라(10)는, 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지되는 하우징(110) 내부에 설치되며,
    상기 제어부(400)는, 청구항 1, 청구항 4 중 어느 하나의 항에 따른 노면상태 검지방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 하우징(110)은, 내부공간의 온도가 미리 설정된 측정용 온도범위 내로 유지하기 위한 온도유지수단(140)이 설치된 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템.
  20. 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와;
    상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함하며,
    상기 제어부(400)는, 청구항 9에 따른 노면상태 검지방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템.
  21. 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들을 측정하는 데이터 측정부(200)와;
    상기 대기의 온도(Ta) 및 습도(H), 영역별 노면온도(Trn)들로부터 노면상태를 판단하는 제어부(400)를 포함하며,
    상기 제어부(400)는, 청구항 14에 따른 노면상태 검지방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 노면상태 검지시스템.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160054183A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 한국건설기술연구원 노측 설치식 다차로 구간 정보 수집 장치 및 방법
KR20180093369A (ko) * 2017-02-13 2018-08-22 공주대학교 산학협력단 라인 스캐닝 도로 노면 기상 상태 측정 장치 및 방법
KR20210076246A (ko) * 2019-12-13 2021-06-24 경북대학교 산학협력단 도로의 블랙아이스를 감지하는 스마트 경고 시스템 및 방법
KR102330612B1 (ko) * 2021-08-31 2021-11-24 주식회사보다텍 도로 노면의 블랙아이스 및 블로우업 발생 예측장치
JP2022038723A (ja) * 2020-08-27 2022-03-10 株式会社テナーク 赤外線自動熱解析診断方法、情報処理装置、赤外線自動熱解析診断システム、及びプログラム
KR20220153247A (ko) * 2021-05-11 2022-11-18 김덕곤 블랙아이스 모니터링 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160054183A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 한국건설기술연구원 노측 설치식 다차로 구간 정보 수집 장치 및 방법
KR20180093369A (ko) * 2017-02-13 2018-08-22 공주대학교 산학협력단 라인 스캐닝 도로 노면 기상 상태 측정 장치 및 방법
KR20210076246A (ko) * 2019-12-13 2021-06-24 경북대학교 산학협력단 도로의 블랙아이스를 감지하는 스마트 경고 시스템 및 방법
JP2022038723A (ja) * 2020-08-27 2022-03-10 株式会社テナーク 赤外線自動熱解析診断方法、情報処理装置、赤外線自動熱解析診断システム、及びプログラム
KR20220153247A (ko) * 2021-05-11 2022-11-18 김덕곤 블랙아이스 모니터링 시스템
KR102330612B1 (ko) * 2021-08-31 2021-11-24 주식회사보다텍 도로 노면의 블랙아이스 및 블로우업 발생 예측장치

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