KR20010013557A - 차량 검출 시스템 - Google Patents

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KR20010013557A
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가부시키가이샤 캔우드 아이디
오카 마코토
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Abstract

차량에 트랜스폰더(30)를 선택적으로 설치한다. 상기 트랜스폰더(30)는 차량이 루프 코일(1)로 진입하면 상기 루프 코일과의 자기 결합을 통해 그 동작 에너지를 수신하여 차량 고유의 소정 정보를 차량 검출 회로(10)에 전송한다. 상기 차량 검출 회로(10)는 상기 트랜스폰더(30)로의 동작 에너지 공급과 상기 트랜스폰더(30)로부터의 정보 수신을 시분할로 실시하며, 상기 루프 코일(1)로부터의 출력 변화에 따라 차량의 존재를 검출하며, 상기 트랜스폰더(30)로부터 수신한 정보에 기초해서 상기 검출된 차량이 소정의 차량인지를 판단한다.

Description

차량 검출 시스템{VEHICLE DETECTION SYSTEM WITH TRANSPONDER}
주차장에 출입하는 차량들을 관리하기 위해 일반적으로 땅에 매설한 루프 코일을 차량 검출 시스템으로 사용하고 있다. 이 차량 검출 시스템의 원리는 다음과 같다. 차량이 루프 코일로 진입하면, 루프 코일의 파라미터가 변화되고 이 변화를 검출한다. 예를 들어, 루프 코일의 인덕턴스가 변화하면, 이 인덕턴스의 변화를 검출함으로써 차량이 루프 코일 위에 있다는 것으로 판단하여 검출 신호를 발생한다.
그러한 형태의 종래의 차량 검출 시스템이 도 9에 도시되어 있다. 종래의 차량 검출 시스템(100)에서, 주차장 입구의 도로 밑에 매설된 루프 코일(1)은 자가 발진기(101)의 캐패시터(102)와 함께 공진 회로를 형성하며, 상기 자가 발진기는 공진 회로의 공진 주파수에서 발진한다. 상기 자가 발진기(101)의 발진 주파수는 주파수 식별기(103)에 공급되며, 상기 주파수 식별기는 상기 자가 발진기(101)의 발진 주파수에 대응하는 d.c. 전압을 발생한다. 상기 주파수 식별기(103)에서 출력되는 d.c. 전압이 A/D 변환기(104)에 공급되고, 이 A/D 변환기는 상기 전압을 디지털 신호로 변환시킨다. 이 디지털 신호는 제어기(105)에 공급되고 상기 제어기는 상기 디지털 신호를 소정의 임계값과 비교하여 차량을 검출한다.
상기 루프 코일(1)에 차량이 진입하면, 차체의 역류 전류 손실(eddy current loss)이 발생하고 자가 발진기(101)의 발진 주파수가 높은 주파수로 이동하기 때문에 상기 루프 코일(1)의 인덕턴스가 낮아진다. 그래서, 상기 A/D 변환기(104)의 출력이 임계값을 초과하게 된다. 이 차량 검출 신호에 응답해서, 주차권 발매기(2)와 자동차 출입문 구동기 회로(3)가 작동해서 주차권이 발매되고, 운전자가 주차권을 뽑으면, 자동차 출입문(4)이 열린다. 이 방법으로 주차장을 출입하는 차량들을 관리할 수 있다. 상기 주파수 식별기(103)는 무선 검출기 등으로 실현된다. 또한 주파수 카운터로도 실현될 수 있다. 주파수 카운터인 경우, 상기 A/D 변환기(104)가 생략되고 주파수 카운터의 카운트가 제어기(105)로 직접 공급되어 처리가 진행된다.
유료 주차장으로는, 주차 시간에 기초하여 요금을 부과하는 시간 부과 주차장과, 월 단위로 계약해서 요금을 부과하는 월 계약 주차장이 있다. 시간 부과 주차장의 대부분은 월 단위로도 계약해서 요금을 부과한다. 그러한 조합형의 대부분의 주차장은 주차장을 관리하는 사람들의 차량이 주차할 수 있는 공간을 주차장에 두고 있다.
그러한 조합형 주차장은 계약한 차량 및 그 주차장과 관련 있는 차량과 같은 특정 차량의 운전자에게 카드를 발급하여 그 차량의 운전자는 주차장을 마음대로 출입할 수 있도록 하는 서비스를 제공한다. 일반적으로 주차권 발매기나 요금 정산기에 투입할 수 있는 카드를 사용하기도 하지만, 운전자가 차 안에서 카드를 들고 있을 때 카드 내용을 판독할 수 있는 다양한 종류의 카드들도 있다. 두 가지 종류의 카드를 허용하는 주차 출입 관리 시스템은 비접촉식 카드 판독기를 포함한다. 비접촉식 카드를 비접촉식 식별 시스템의 트랜스폰더라 칭하며, 이것은 카드 모양으로 되어 있다.
차량 검출 시스템 및 비접촉식 카드 판독기 모두를 사용하는 주자창의 차량 관리 시스템은 도 10에 도시된 바와 같이 구성된다. 도 10은 주차장의 입구측을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 이 시스템은 카드 안테나(106)를 구비한 비접촉식 카드 판독기(107)와, 루프 코일(1A)를 구비한 차량 검출 시스템(100A)과, 주차권 발매기(2)와, 자동차 출입문 구동기 회로(3)와, 루프 코일(1B)을 구비한 다른 차량 검출 시스템(100B)으로 구성되며, 이들 모든 구성 요소는 제어기(105A)에 접속되어 있으며 주차장의 입구 도로의 위쪽으로부터 상기 순서대로 배치된다. 상기 차량 검출 시스템(100A 및 100B)은 도 9에 도시된 차량 검출 시스템(100)의 구성과 동일하다. 상기 루프 코일(1A) 상에 차량이 있다는 것을 제어기(105A)가 검출하면, 주차권 발매기(2)와 자동차 출입문 구동기(3)가 동작한다. 주차권이 발매되면, 자동차 출입문(4)이 열린다. 상기 루프 코일(1B) 위에 자동차가 있다는 것을 제어기(105A)가 검출하면 자동차 출입문 구동기(3)는 자동차 출입문(4)을 닫는다. 주차장의 출구측은 주차권 발매기 대신에 요금 정산기를 대체하는 것을 제외하고는 입구측과 유사한 방식으로 구성된다. 그렇지만, 그러한 종래의 비접촉식 카드 판독기를 투입형 카드 판독기와 조합해서 제공하는 것이 편리하기도 하지만, 종래의 시스템에는 몇 가지 문제가 있다. 한 가지 문제는 차량이 주차장을 출입할 때 운전자가 카드를 이동시켜야 하거나 카드를 들고 있어야 한다는 것이다. 불행히도 운전자가 카드를 들지 않은 채 차량을 상기 루프 코일로 진입시키면, 주차권 발매기는 주차권을 발매해 버린다. 운전자가 카드를 들고 카드 판독기쪽으로 이동하여야 차량이 주차장으로 진입할 수 있도록 되어 있는 주차장일지라도, 일단 발매된 주차권은 소용없게 된다. 다른 문제는 카드가 그 소유주에서 제 3 자에게 전달되면 불법 주차를 방지할 수 없다는 것이다. 또다른 문제는, 영상 인식 기술을 이용해서 차량 번호로 차량을 식별하는 비접촉식 차량 식별기 시스템을 이용할지라도, 카메라 설치 위치가 제한되고 시스템이 비싸다는 점이다.
몇몇 비접촉식 카드 판독기는 무선파를 이용하며, 다른 것은 자계를 이용한다.
전자의 경우, 눈이나 비로 인해 판독 성능이 저하된다. 그러한 경우에, 안테나를 땅에 매설할 수 없으므로 땅 위에 설치한다. 그래서, 방진 및 방범의 안테나가 필요하다는 문제가 있으며, 비용이 증가한다. 비접촉식 카드 판독기가 마이크로웨이브를 사용한다면, 무선파 전송 특성과 관련해서 판독 동작이 안정하게 실시될 수 있는 위치에 안테나를 설치할 필요가 있으며, 그래서 위치 제한의 문제가 발생한다. 또한, 이 경우, 차체 하부에 트랜스폰더를 장착할 수 없어 차체의 측면에 장착해야 하며, 그래서 차체의 장식 기능이 저하된다. 또한 마이크로웨이브를 사용하는 비접촉식 카드 판독기는, 트랜스폰더가 배터리를 전원으로 사용하기 때문에 고비용이 되고 판독기는 모델 어셉턴스(model acceptance)를 무선파 장비로서 수신해야 한다는 문제점이 있다.
후자의 경우, 비접촉식 카드 판독기는 자기 결합 또는 자기 유도를 활용한다. 그래서, 안테나를 땅에 매설할 수 있어 카드 성능이 눈이나 비에 영향을 받지 않으며, 트랜스폰더를 차체 하부에 용이하게 장착할 수 있다. 차체 하부에 장착된 트랜스폰더와 땅에 매설된 안테나간의 거리는 땅 표면과 차체 바닥간의 거리와 거의 유사하므로, 카드 성능이 변동됨이 없이 안정하게 유지되며, 차체의 장식 성능도 해를 입지 않는다. 또한, 자기 결합 또는 자기 유도에 따라, 트랜스폰더는 배터리를 필요로 하지 않으며, 판독기는 무선파 장비로서 모델 어셉턴스를 수신할 필요가 없다. 그렇지만, 상기 후자의 경우, 카드 판독기가 사용하는 주파수 범위가 수십 kHz 내지 수백 kHz 이다. 상기 루프 코일의 인덕턴스는 약 수십 μH 내지 수백 μH 이기 때문에 차량 검출 시스템이 사용하는 주파수 범위는 통상 위에서 언급한 주파수 범위 근처의 수십 kHz 내지 수백 kHz이다. 그러므로, 자기 결합이나 자기 유도를 사용하는 비접촉식 카드 판독기 및 차량 검출 시스템은 동시에 사용될 수 없다는 간섭 문제가 발생한다.
본 발명은 차량의 통행을 비접촉식으로 검출하는 차량 검출 시스템에 관한 것이며, 특히 소정의 특정 차량들과 다른 차량들을 식별해서 검출하며 주차장 등에서 이용할 수 있는 차량 검출 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 실시예의 차량 검출 시스템의 트랜스폰더를 장착한 차량의 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 실시예의 차량 검출 시스템의 동작을 설명하는 파형도이다.
도 4는 본 실시예의 차량 검출 시스템의 동작을 설명하는 다이어그램이다.
도 5는 본 실시예의 차량 검출 시스템을 사용하는 주차장 관리 시스템을 설명하는 개략도이다.
도 6은 본 실시예의 차량 검출 시스템을 사용하는 주차장 관리 시스템의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 실시예의 변형예에 따른 차량 검출 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 실시예의 다른 변형예에 따른 차량 검출 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 9는 종래 차량 검출 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 10은 종래 차량 검출 시스템을 사용하는 주차장 관리 시스템을 도시하는 개략도이다.
본 발명의 목적은, 자기 결합 또는 자기 유도를 사용하는 비접촉식 차량 식별 시스템을 제공함으로써, 주차 시간에 따라 요금을 부과하는 시간 부과 주차장뿐만 아니라 상기 시간 부과 및 월 계약 부과 모두를 병합하는 조합형 요금 부과 주차장에서의 차량 관리에 적용될 수 있는 차량 검출 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 차량 검출 시스템의 한 관점에 따라, 소정의 차량과 접촉하지 않으면서 차량의 도착을 검출하는 차량 검출 시스템은, 전송 및 수신 수단의 역할을 하는 제1 유도 소자와, 상기 제1 유도 소자에 접속된 제1 차량 검출 회로와, 소정의 차량에 장착되고, 상기 제1 유도 소자가 발생하는 자계에 의해 주기적으로 활성화된 상기 소정의 차량을 식별하는 정보를 저장하며, 상기 저장된 정보를 상기 제1 유도 소자를 통해 상기 제1 차량 검출 회로에 전송하는 트랜스폰더를 포함하며, 상기 제1 유도 소자에 대한 자극 주기(stimulation period) 동안 활성화된 상기 트랜스폰더는, 트랜스폰더 장착 차량이 상기 제1 유도 소자 주위의 특정 영역에 진입했을 때, 상기 제1 유도 소자에 대한 비-자극 주기 동안 상기 저장된 정보를 상기 제1 유도 소자를 통해 상기 제1 차량 검출 회로에 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량 검출 시스템의 제2관점에 따라, 차량 검출 시스템은, 소정의 위치에 설치된 유도 소자와, 차량에 선택적으로 장착되는 트랜스폰더로서, 이 트랜스폰더를 장착한 차량은 소정의 차량임을 나타내는 정보를 저장하는 상기 트랜스폰더와, 상기 트랜스폰더를 장착한 차량이 상기 유도 소자의 전면의 소정 영역으로 진입하면 상기 유도 소자에 자기적으로 결합되고, 상기 트랜스폰더에 저장된 정보를 수신함으로써 상기 소정의 차량이 소정의 영역에 진입하는 것을 검출하는 제1 차량 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량 검출 시스템에서, 트랜스폰더를 장착한 차량이 유도 소자의 전면의 소정 영역에 진입하면, 상기 트랜스폰더와 유도 소자는 서로 자기적으로 결합되며, 트랜스폰더에 저장된 정보가 제1 차량 검출 회로에 의해 판독된다. 그 판독 정보에 따라, 소정의 차량이 유도 소자 전면의 소정의 영역에 진입하는 것을 검출할 수 있다.
자기 결합을 사용하기 때문에, 상기 트랜스폰더는 간단하게 제작될 수 있고 차체의 하부에 장착될 수 있어서 차체의 장식 기능이 해를 입지 않는다. 또한 자기 결합에 따라, 무선파 장비로서 모델 어셉턴스를 수신할 필요가 없어 트랜스폰더가 저비용화 될 수 있다. 마이크로웨이브를 사용하는 비접촉식 카드 판독기와 비교하면 상기 트랜스폰더는 배터리를 사용하지 않으므로 비용이 보다 저렴해진다.
또한, 자기 결합을 사용하기 때문에, 눈이나 비에 의해 영향을 받지 않는다. 유도 소자는 땅에 매설될 수 있으므로, 방진 및 방범이 필요하지 않게 된다. 상기 트랜스폰더는 용이하게 차체 하부에 장착될 수 있다. 차체 하부에 장착된 트랜스폰더와 땅에 매설된 유도 소자간의 거리는 땅 표면과 차체 바닥간의 거리와 거의 대응하기 때문에, 변동이 없는 안정한 판독 성능이 실현되며, 차체의 장식 기능이 해를 입지 않는다.
차량 검출 시스템에서, 제1 차량 검출 회로는 트랜스폰더와의 자기 결합을 통해 상기 트랜스폰더로의 동작 에너지 공급과 상기 트랜스폰더로부터의 정보 수신을 시분할로 실시하며, 상기 유도 소자는 상기 동작 에너지의 공급 및 상기 정보의 수신 모두에 사용된다. 이 경우, 상기 트랜스폰더는 배터리를 전원으로 사용할 필요가 없으며, 상기 유도 소자가 공통의 용도로 유효하게 사용될 수 있다.
차량 검출 시스템은 유도 소자 위에 있는 차량에 의해 생기는 상기 유도 소자의 전기 파라미터의 변화에 따라 상기 유도 소자 위에 있는 차량의 존재를 검출하기 위해 상기 유도 소자와 자기적으로 결합되는 제2 차량 검출 회로를 더 포함한다. 상기 제2 차량 검출 회로가 제공되면, 트랜스폰더를 장착한 차량 뿐만 아니라 트랜스폰더를 장착하지 않은 차량도 상기 유도 소자 위로 진입하는 것을 검출할 수있다. 그러므로, 이 차량 검출 시스템은 시간 부과 주차 및 월 계약 부과 모두에 병합되는 조합형 주차장에 사용될 수 있다.
상기 제2 차량 검출 회로는 상기 유도 소자와의 자기 결합을 통해 얻어진 출력 신호의 위상에 따라 차량의 존재를 검출할 수 있고, 캐패시터에 충전된 전압으로부터 상기 유도 소자의 전기 파라미터의 변화를 검출할 수 있으며, 상기 충전된 전압의 위상에 따라 차량의 존재를 검출할 수 있고, 또는 상기 유도 소자와의 자기 결합을 통해 얻어진 출력 전압의 레벨에 따라 차량의 존재를 검출할 수 있다. 이상에서와 같이, 차량 검출 방법을 선택적으로 사용할 수 있어서 본 발명의 차량 검출 시스템을 폭넓게 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 검출 시스템의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 구조를 도시하는 블록도이다.
본 실시예의 차량 검출 시스템은 차량 검출 회로(10), 다른 차량 검출 회로(40), 및 제어기(60)로 구성된다. 차량 검출 회로(10)는 예를 들어 주차장 입구 도로 밑에 매설된 루프 코일(1)을 구비하는 비접촉식 차량 식별기를 포함한다. 차량 검출 회로(10)는 루프 코일(1)과 트랜스폰더(30)의 조합을 이용해서 월 계약 차량과 같은 차량이 상기 루프 코일(1) 위에 진입하는지를 검출한다. 상기 다른 차량 검출 회로(40)는 상기 루프 코일(1)에 자기적으로 결합된 코일(50)을 가지며, 상기 루프 코일(1)과 코일(50)을 조합하여 이용함으로써, 시간 부과 차량과 같은 차량이 상기 루프 코일(1) 위로 진입하는 것을 검출한다. 상기 차량 검출 회로(10 및 40)로부터 출력되는 차량 검출 신호들에 따라, 제어기(60)는 주차권 발매기 및 자동차 출입문 구동기 회로를 구동한다. 상기 트랜스폰더(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 주차장과 관련된 차량 및 월 계약 차량과 같은 차량 A의 범퍼 하부에 장착된다.
차량 검출 회로(10)는 기준 발진기(11), 주파수 디멀티플라이어(12), 계산 회로(21), AND 게이트(13), 및 전원 증폭기(14)로 구성된다. 상기 주파수 디멀티플라이어(12)는 상기 기준 발진기(11)로부터의 출력 발진을 수신하여 그 발진 주파수를 예를 들어 약 100 kHz의 주파수로 디멀티플라이한다. 상기 계산 회로(21)는 상기 기준 발진기(11)로부터의 발진 출력을 수신하여, 계산 출력 및 고전위 출력을 상기 트랜스폰더(30)의 충전 주기 동안에 (예를 들어, 상기 트랜스폰더(30)의 활성 주기 동안에) 출력한다. 상기 AND 게이트(13)는, 상기 주파수 디멀티플라이어(21)으로부터 디멀티플라이된 출력 및 상기 계산 회로(21)로부터 충전 주기 고전위 출력 모두가 입력되면, 상기 주파수 디멀티플라이어(12)로부터의 상기 디멀티플라이된 출력을 출력한다. 전원 증폭기(14)는 상기 AND 게이트의 출력을 전원 증폭시킨다. 상기 전원 증폭기(14)의 출력은 상기 루프 코일(1)로 공급된다.
차량 검출 회로(10)는 캐패시터(15), 저항기(16), 리미터 L, 증폭기(19), 및 복조기(20)를 더 포함한다. 상기 캐패시터(15)는 상기 루프 코일(1)과 직렬 접속하여 직렬 공진 회로를 구성한다. 상기 리미터 L는 상기 저항기(16)를 포함하고 다이오드들과 역방향으로 병렬 접속되어, 상기 직렬 공진 회로의 출력 전압 레벨을 제한함으로써 상기 연속하는 회로들을 보호한다. 상기 증폭기(19)는 상기 리미터 L 및 캐패시터(18)를 통해 상기 트랜스폰더(30)로부터 공급된, 예를 들어 FSK 변조 신호와 같은 식별 정보 출력을 증폭한다. 상기 복조기(20)는 상기 증폭기(19)의 출력을 복조한다. 상기 계산 회로(21)는 상기 복조기(20)로부터 복조 출력을 또한 수신하여 상기 복조 출력에 대해 오류 정정 처리 및 디코딩 처리 실시하여, 상기 식별 정보로부터 상기 차량이 월 계약 차량 또는 주차장과 관련된 차량인지를 판단한다. 상기 차량이 월 계약 차량 또는 주차장과 관련된 차량이라면, 그러한 유효성의 식별 신호가 상기 제어기(60)로 보내진다.
상기 트랜스폰더(30)는 코일(31), 캐패시터(32), 다이오드(33), 캐패시터(34), 메모리(35), 및 제어기(36)으로 구성된다. 상기 코일(31)은 상기 루프 코일(1)과 자기적으로 결합한다. 상기 캐패시터(32)는 상기 코일(31)에 병렬 접속되어 병렬 공진 회로를 형성한다. 상기 다이오드(33)는 상기 코일(31)에서 유도된 전류를 정류한다. 상기 캐패시터(34)는 상기 다이오드(33)에 의해 정류된 전류에 의해 충전되어 전원 역할을 한다. 메모리(35)는 상기 차량이 월 계약 차량 또는 주차장과 관련된 차량인지를 나타내는 식별 정보를 저장한다. 상기 제어기(36)는 상기 캐패시터(34)에 충전된 전압으로부터 전력을 얻어 상기 메모리(35)에 저장된 식별 정보를 판독하며, 상기 코일(1)로부터의 상기 식별 정보를 전송한다. 위에서 언급한 바와 같이, 상기 트랜스폰더(30)는 월 계약 차량 또는 주파장과 관련된 차량의 범퍼 하부에 장착된다.
다른 차량 검출 회로(40)는 위상 비교기(42), 적분기(43), 및 A/D 변환기(44)로 구성된다. 상기 위상 비교기(42)는 상기 주파수 디멀티플라이어(12)로부터 출력된 신호의 위상과 상기 코일(50)에서 유도된 신호의 위상을 비교한다. 상기 코일(50)은 상기 루프 코일(1)과 자기적으로 결합하고 상기 루프 코일(1) 근처의 도로 밑에 매설되며, 상기 루프 코일(1)의 권선수 보다 적은 수의 권선수를 갖는다. 상기 적분기(43)는 상기 위상 비교기(42)로부터의 위상 비교 출력을 적분한다. 상기 A/D 변환기(44)는 상기 적분기의 출력을 A/D 변환시켜 그 A/D 변환된 차량 검출 신호를 상기 제어기(60)에 공급한다. 캐패시터(41)는 상기 코일(50)에 병렬로 접속되며, 상기 루프 코일(1) 위에 차량이 진입할 때 상기 코일(50)에서 유도된 전압의 위상이 상기 위상 비교기(42)에 의한 위상 비교에 가장 적합하게 되도록 설정된 값을 갖는다.
상기 제어기(60)는, 상기 차량 검출 회로(10)로부터, 즉 상기 계산 회로(21)로부터의 차량 검출 신호와, 상기 AND 게이트(13)의 게이트를 개방시키는 고전위 신호와, 상기 차량 검출 회로(40)로부터의 차량 검출 신호를 수신한다. 상기 제어기(60)는, 상기 계산 회로(21)로부터 상기 차량 검출 신호가 공급될 때는 상기 주차권 발매기가 주차권을 발매함이 없이 상기 자동차 출입문을 열게 하고, 또한 상기 계산 회로(21)로부터 차량 검출 신호가 공급되고 상기 차량 검출 회로(40)로부터 차량 검출 신호가 공급될 때도 상기 주차권 발매기가 주차권을 발매함이 없이 상기 자동차 출입문을 열게 하며, 상기 AND 게이트를 개방시키는 상기 고전위 신호가 발생되는 주기 동안, 상기 계산 회로(21)로부터 차량 검출 신호가 공급되지만 상기 차량 검출 회로(40)로부터 차량 검출 신호가 공급되지 않을 때는, 상기 주차권 발매기와 상기 자동차 출입문 구동기 회로를 구동시켜 주차권을 발매시키고 주차권이 주차권 발매기로부터 뽑아진 후에 상기 자동차 출입문을 열게 한다.
특허청구범위에서 사용된 용어와 관련해서, 상기 루프 코일(1)은 "유도 소자"를 의미하며, 상기 차량 검출 회로(10)는 "제1 차량 검출 회로"를 의미하며, 상기 트랜스폰더(30)는 "트랜스폰더"를 의미하며, 상기 차량 검출 회로(40)(이후로 40A, 40B로 후술됨)는 "제2 차량 검출 회로"를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따라 위에서 언급한 바와 같이 구성된 차량 검출 시스템의 동작을 설명한다.
본 실시예의 차량 검출 시스템에서, 상기 차량 검출 회로(10)의 기준 발진기(11)는 소정의 주파수를 발진시킨다. 기준 발진기(11)의 발진 주파수는 주파수 디멀티플라이어(12)에 의해 약 100 kHz의 주파수로 디멀티플라이된다. 상기 기준 발진기(11)로부터 발진 출력을 수신한 계산 회로(21)는 도 3a에 도시된 바와 같이 2/1 의 듀티 사이클과 약 50 msec의 폭을 갖는 제어 신호를 AND 게이트(13)에 공급한다. 제어 신호 a 의 고전위 주기 동안, AND 게이트(13)의 게이트가 개방되어 상기 주파수 디멀티플라이어(12)로부터 약 100 kHz의 디멀티플라이된 버스트 출력이 전원 증폭기(14)에 공급되며, 상기 전원 증폭기는 상기 출력을 전원 증폭시켜 그 증폭된 전원을 상기 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성되는 직렬 공진 회로에 공급한다.
상기 전원 증폭기(14)의 출력을 수신하면, 상기 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성된 직렬 공진 회로의 Q에 의해 멀티플라이된 상기 전원 증폭기(14)의 출력 전압의 고전압이 상기 루프 코일(1)에 공급되며, 결과적으로 상기 루프 코일(1)은 자계를 발생한다(즉, 상기 루프 코일(1)은 자계에 의해 자극받는다). 이 경우, 상기 고전압의 레벨은 리미터 L에 의해 제한되어 상기 연속하는 회로가 고 전위에 의해 파괴되는 것을 방지한다.
설명의 편의상, 트랜스폰더(30)를 범퍼 밑에 장착한 차량 A가 루프 코일(1) 근처의 소정의 영역으로 진입하여 루프 코일(1) 상에 있게 되는 경우를 고려한다.
트랜스폰더(30)를 범퍼 밑에 장착한 차량 A가 루프 코일(1) 근처의 소정의 영역으로 진입할 때, 상기 루프 코일(1)은 차량 A 밑에 장착된 트랜스폰더(30)와 자기적으로 결합한다. 이 자기 결합을 도 1에서 M1으로 표시하고 있다. 이 자기 결합에 의해, 전원 증폭기(14)의 증폭된 출력이 인가된 상기 루프 코일(1)에 의해 발생된 자속과 코일(31)이 연결된다. 그러므로, 제어 신호 a의 고 전위 주기(50msec)동안 상기 코일(31)에 기전력이 유도되고, 그래서 상기 코일(31)과 캐패시터(32)로 구성된 병렬 공진 회로를 통해 전류가 흐른다. 이 전류는 다이오드(33)에 의해 정류되어 상기 캐패시터(34)를 충전시킨다. 그러므로, 이 주기 동안 트랜스폰더(30)는 활성화되고 도 3b에 도시된 정류 전압 b가 상기 트랜스폰더(30)의 전원 역할을 하는 캐패시터(34)의 양단에 나타난다. 트랜스폰더(30)는 이 주기 동안 활성화되어 배터리와 같은 전원을 필요로 하지 않는다.
상기 캐패시터(34) 양단의 충전된 전압을 수신하면, 상기 제어기(36)는 메모리(35)로부터 식별 정보를 판독한다. 상기 판독된 식별 정보는 도 3c에 도시된 주기 동안 약 100 kHz의 반송파를 FSK 변조시키며, 상기 코일(36)과 상기 캐패시터(32)로 구성된 병렬 공진 회로를 통해 제어기로부터 전송된다.
제어 신호 a의 고 전위 주기(5msec)후, 계산 회로(21)는 다음 주기(50msec) 동안 저 레벨 신호를 출력한다. 제어 신호 a의 저 레벨 주기 동안, AND 게이트(13)의 게이트가 폐쇄되어 전원 증폭기(14)에 입력 신호가 제공되지 않는다. 상기 전원 증폭기(14)의 출력 단자는 그러므로 접지된 상태로 되며, 상기 루프 코일(1)과 캐패시터(15)는 상기 반송파와 관련된 병렬 공진 회로를 형성하여 상기 트랜스폰더(30)로부터 전송된 신호를 수신하는 안테나 역할을 한다. 이 주기가 상기 루프 코일(1)에 있어서 비-자극 주기(non-stimulated period)에 해당한다.
도 3a는 계산 회로(21)로부터 제공된 제어 신호의 파형을 도시하며, 도 3b는 캐패시터(34)에 충전된 전압의 파형을 도시하며, 도 3c는 상기 루프 코일(31)과 캐패시터(32)에 의해 발생된 반송파의 타이밍과 진폭을 도시한다.
상기 트랜스폰더(30)로부터 전송된 FSK 변조파를 수신한 루프 코일(1)로부터의 출력은 리미터 L과 캐패시터(18)를 통해 증폭기(19)로 입력된다. 증폭기(19)에 의해 증폭된 출력은 복조기(20)로 공급되어 복조된다. 상기 복조기(20)에 의해 복조된 출력은 계산 회로(20)로 공급되고, 이 계산 회로(21)는 상기 복조 출력에 대해 오류 정정 처리 및 디코딩 처리를 실시해서 상기 식별 정보가, 상기 차량이 월 계약 차량 또는 주차장과 관련 있는 차량임을 나타내는지를 판단한다. 상기 차량이 월 계약 차량이거나 주차장과 관련 있는 차량이면, 그러한 유효성을 나타내는 식별 신호가 차량 검출 회로(10)에서 제어기(60)로 보내지고, 그래서 월 계약 차량 또는 주차장과 관련 있는 차량이 진입한다는 것을 검출한다. 상기 식별 신호를 수신하면, 제어기(60)는 주차권 발매기가 주차권을 발매하지 않도록 하며 자동차 출입문 구동기 회로로 하여금 자동차 출입문을 열게 한다.
차량 A가 소정의 영역에 있으나 루프 코일(1) 위에 있지 않으면, 차량이 루프 코일(1) 위로 진입할 때의 인덕턴스보다 루프 코일(1)의 인덕턴스가 더 높다. 이 경우, 차량 검출 회로(40)는 차량이 진입하는 것을 검출하지 않으며, 후술되는 바와 같이 차량 검출 신호를 제어기로 보내지 않는다.
다음, 차량 A 가 더 이동해서 상기 루프 코일(1) 위로 진입하면, 상기 유도 코일(1)의 인덕턴스는 낮아진다. 상기 전원 증폭기(14)에서 증폭된 출력이 상기 루프 코일(1)과 상기 캐패시터(15)로 구성된 직렬 공진 회로에 제공된다. 상기 루프 코일(1)의 인덕턴스가 낮아지지 않을 때, 상기 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성된 직렬 공진 회로는, 예를 들어 약 100 kHz의 공진 주파수 fr2보다 더 높은 공진 주파수 fr1에서 공진한다. 그러므로, 도 4a에 곡선으로 도시된 바와 같은 공진 주파수에 대응하는 전류가 흐르며, 상기 전류의 위상은 도 4b에 곡선으로 도시되어 있다.
이 상태에서, 차량 검출 회로(40)에서는, 상기 증폭기(14)에 의해 증폭된 출력이 공급된 루프 코일(1)에 의해 발생된 자속이 코일(50)과 연결되어, 상기 코일(50)에서 기전력이 유도된다. 상기 캐패시터(41)에 의한 위상 비교에 적합한 신호가 비교기(42)에 제공되며, 상기 비교기는 상기 신호와 주파수 디멀티플라이어(12)의 출력을 비교한다. 상기 위상 비교기(42)로부터의 위상 비교 출력은 적분기(43)에 공급되어 적분된다. 적분된 출력은 A/D 변환되어 제어기(60)에 공급된다. A/D 변환된 출력은 상기 제어기(60)에 공급된 제어 신호 a의 고 전위 주기(상기 루프 코일(1)에 대한 자극 주기 또는 상기 트랜스폰더(30)에 대한 자극 주기) 동안 검사된다. 이 경우, 상기 제어기(60)는, 상기 A/D 변환된 출력이 소정의 레벨에 대응하는 데이터와 일치하는지를 판단하고, 차량 A가 루프 코일(1) 위에 있는지를 검출한다. 상기 차량 검출 회로(40)에 의한 차량 검출은 차량이 트랜스폰더(30)를 장착했든 안했든 간에 관계없이 항상 실행된다. 차량 A가 트랜스폰더를 장착하고 있다면, 차량 A가 상기 루프 코일(1) 근처의 영역에 진입하여 차량의 존재가 이미 검출되었을 때는, 차량 A가 주차장과 관련 있는 차량 또는 월 계약 차량인 것으로 이미 판단되어 있다. 그러므로, 차량 검출 회로(40)에 의한 차량 A의 검출에 관계없이, 주차권 발매기는 주차권을 발매하지 않으며 차량이 주차장으로 들어올 수 있도록 자동차 출입문이 열려진다.
상기 제어 신호 a의 저 전위 주기 동안(상기 루프 코일(1)에 대한 자극 주기 또는 트랜스폰더(30)에 대한 전송 주기), 상기 코일(1)로부터 FSK 변조파가 전송된다. 그렇지만 이 경우, 상기 코일(50)은 상기 FSK 변조파에 의해 영향을 받지 않는데, 왜냐하면, 상기 코일의 권선수가 상기 루프 코일(1)의 권선수보다 작고 상기 루프 코일(1)과 상기 코일(50)간의 자기 결합 계수가 작기 때문이다. 상기 코일(50)에서 유도된 전원은 위에서 언급한 이유로 작기 때문에, 차량 검출 회로(40)는, 상기 루프 코일(1)에서 고전압이 유도될지라도 리미터를 필요로 하지 않는다.
차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하지 않았다면, 상기 루프 코일 근처의 소정의 영역에 차량이 진입할 때, 트랜스폰더(30)에 의한 차량 A의 식별이 이루어지지 않으며 차량의 존재도 검출되지 않는다. 차량이 상기 루프 코일(1) 위에 왔을 때만 차량이 검출되며, 상기 차량이 시간 부과 차량임을 검출한다. 그러므로, 차량 검출 회로(40)가 차량 A를 검출하면, 주차권 발매기는 주차권을 발매하며 주차권이 뽑혀졌을 때, 차량이 주차장으로 들어올 수 있도록 자동차 출입문이 열려진다.
차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하지 않았다면, 상기 코일(1)에 흐르는 전류에 의해 발생된 자속이 상기 코일(50)에만 연결된다. 그러므로, 복조기(20)는 신호를 출력하지 않고 계산 회로(21)도 차량이 월 계약 차량 또는 주차장과 관련 있는 차량임을 나타내는 식별 신호를 보내지 않는다. 식별 신호가 차량 검출 회로(10)에서 제어기(60)로 보내지지 않으므로, 제어기(60)는 상기 차량이 월 계약 차량도 아니고 주차장과 관련 있는 차량도 아닌 것으로 판단한다. 그러므로, 제어기(60)는 주차권 발매기가 주차권을 발매하는 것을 금지하지 않으며 이에 의해 주차권이 발매된다.
다음, 차량이 상기 루프 코일 위에 진입하지 않는 경우에 대해 설명한다. 차량이 상기 루프 코일 위로 진입하지 않는다면, 상기 루프 코일(1)의 인덕턴스는 차량이 상기 루프 코일(1) 위에 진입할 때의 인덕턴스보다 크다. 그러므로, 전원 증폭기(14)에 의해 증폭된 출력을 공급받은, 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성된 직렬 공진 회로는 상기 루프 코일(1)의 인덕턴스가 낮아지지 않을 때 공진 주파수 fr2에서 공진한다. 그러므로, 도 4a의 곡선 a2에 도시된 공진 주파수 fr2에 대응하는 전류가 흐르고, 이 전류의 위상은 도 4b에 곡선 b2로 표시되어 있다.
이 상태에서, 상기 차량 검출 회로(40)에서는, 상기 전원 증폭기(14)에 의해 증폭된 출력이 공급된 상기 루프 코일(1)에 의해 발생된 자속이 상기 코일(50)과 연결되어, 상기 코일(50)에서 기전력이 유도된다. 상기 캐패시터(41)에 의한 위상 비교에 적합한 신호가 비교기(42)에 공급되고, 상기 비교기는 상기 신호를 주파수 디멀티플라이어(12)의 출력과 비교한다. 상기 위상 비교기(42)로부터의 위상 비교 출력은 적분기(43)에 공급되어 적분된다. 적분된 출력은 A/D 변환되어 제어기(60)에 공급된다. 상기 A/D 변환된 출력은 상기 제어기(60)에 공급된 제어 신호 a의 고 전위 주기 동안 검사된다. 이 경우, 상기 제어기(60)는 상기 A/D 변환된 출력이 소정 레벨에 대응하는 데이터 레벨보다 낮은 레벨과 일치하는지를 판단하고, 차량 A가 루프 코일(1) 위에 진입하지 않는 것을 검출한다. 그러므로, 주차권 발매기 및 자동차 출입문 구동기 회로는 구동하지 않으며, 따라서 주차권이 발매되지 않고 자동차 출입문도 열리지 않는다.
트랜스폰더(30)를 장착한 차량 A가 상기 루프 코일(1) 근처의 소정의 범위에 진입할지라도, 상기 차량 검출 회로(40)는, 차량이 상기 루프 코일 위에 진입하지 않으면 차량이 루프 코일 위에 진입할 때까지 위에서 언급한 방식과 동일한 방식으로 동작한다.
다음, 제어기(60)가 차량이 진입하는 것을 판단하는 것에 대해 보다 상세하게 설명한다. 차량 검출 회로(10)에서 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성된 공진 회로의 공진 주파수의 온도 표류(temperature drift)는 캐패시터(15)를 적절하게 설정함으로써 낮출 수 있으며, 그래서 온도 변화에 의해 야기되는 위상 비교기(42)의 출력 레벨 변동을 억제할 수 있다. 상기 루프 코일(1)의 인덕턴스는, 요금 부과 대상이 아닌 자전거가 상기 루프 코일(1) 위로 진입할 때보다 차량이 상기 루프 코일(1) 위에 진입할 때 크게 변화한다. 그러므로, A/D 변환기(14)의 출력에서 레벨 변화만으로도 진입하는 차량에 대한 판단을 행할 수 있다. 상기 제어기(60)는 일반적으로 마이크로프로세서를 이용하며, 상기 A/D 변환기의 출력의 레벨 변화 패턴에 따라, 진입하는 차량에 대한 판단을 보다 용이하게 행할 수 있다.
레벨 변화 패턴을 사용하는 그러한 판단에 따라, 상기 캐패시터(15)를 적절하게 설정함으로써 상기 공진 회로의 온도 보상이 필요하지 않으므로, 차량 검출 회로의 설계 및 설치 조건이 완화될 수 있다. 도 3d는 상기 A/D 변환기(44)의 출력의 레벨 변화 패턴의 예를 도시하는 개략도이다. 도 3d에서 막대기로 표시된 전압이 발생되는 동안의 주기는 도 3a에 도시된 제어 신호 a의 고 전위 주기에 해당한다. 전압이 발생되지 않는 동안의 주기는 도 3a에 도시된 제어 신호 a의 저 전위 주기에 해당한다. 주기 t1, t3, t5 는 루프 코일(1)의 인덕턴스가 온도 변화로 인해 점차적으로 변화하고 적분기(43)의 출력이 표류하는 동안의 주기들에 해당한다. 주기 t2는 자전거 등이 루프 코일(1) 위를 통과하기 때문에 적분기(43)가 그 출력 레벨을 약간 증가시키는 주기에 해당한다. 주기 t4는 차량이 루프 코일(1) 위를 통과하기 때문에 적분기(3)가 그 출력 레벨을 현저하게 증가시키는 주기에 해당한다. 그러한 출력 레벨들의 변화량 및 특징들, 예를 들어 상이한 특징들에 따라, 상기 제어기(60)는 상기 A/D 변환기(44)의 출력 레벨 변화 패턴을 검출할 수 있다. 검출된 패턴과 미리 저장된 패턴들을 비교함으로써, 상기 제어기는 차량이 상기 루프 코일 위로 진입하는지를 판단할 수 있다. 이 방법으로 보다 안정적이고 오류 검출을 보다 적게하여 차량을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예의 차량 검출 시스템과 병합하는 주차장 관리 시스템의 일례를 도 5를 참조해서 설명한다.
루프 코일(1A)을 주차장의 차량 입구 도로 밑에 매설하고, 다른 루프 코일(1B)을 자동차 출입문(4)의 아래쪽으로 주차장 도로 밑에 매설한다. 상기 루프 코일(1A)은 실질적으로 차량 검출 회로(10 및 40)에 접속되어 있다. 상기 차량 검출 회로(10)로부터의 식별 신호와 상기 차량 검출 회로(40)로부터의 검출 신호가 제어기(60A)에 공급된다. 상기 제어기(60A)로부터의 출력에 따라, 주차권 발매기(2) 및 자동차 출입문 구동기 회로(3)가 제어된다. 상기 루프 코일(1A) 위에 차량이 진입하면, 상기 제어기(60A)의 출력은, 상기 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있는지에 따라 주차권 발매기(2)의 구동을 제어하고 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있는지의 여부에 관계없이 자동차 출입문 구동기 회로(3)를 제어한다. 상세히 설명하면, 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있으면, 주차권 발매기(2)로 하여금 주차권을 발매하는 것을 금지시키고 자동차 출입문 구동기 회로(3)를 구동시켜 자동차 출입문(4)을 열게 하는 반면, 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있지 않으면, 주차권 발매기(2)로 하여금 주차권을 발매시키게 하고, 운전자에 의해 주차권이 뽑아진 후에, 자동차 출입문 구동기 회로(3)를 구동시켜 자동차 출입문(4)을 열게 한다.
차량 A가 루프 코일(1A) 위에 있지 않으면, 차량 검출 회로(10)의 식별 신호와 차량 검출 회로(40)의 검출 신호가 보내지지 않아 제어기(60A)는 주차권 발매기(2)와 자동차 출입문 구동기 회로(3)를 구동시키지 않으며, 그래서 자동차 출입문(4)은 계속해서 닫혀 있게 된다.
루프 코일(1B)은 루프 코일(1A)로부터 충분한 간격을 두고 떨어져 위치하기 때문에 루프 코일(1A 및 1B) 사이에서 어떠한 간섭 문제가 발생되지 않는다. 그러므로, 종래의 차량 검출 회로(100B)를 루프 코일(1B)에서 사용할 수 있다. 차량이 루프 코일(1B) 위에 있으면, 상기 차량은 차량 검출 회로(100B)에 의해 검출되고, 제어기(60A)의 제어하에 자동차 출입문은 자동차 출입문 구동기 회로(3)에 의해 닫혀진다.
위의 예에서는, 루프 코일(1B)과 종래의 차량 검출 회로(100B)를 이용해서 자동차 출입문(4)을 통과하는 차량을 검출하고 있다. 그 대신에, 루프 코일(1A)과 차량 검출 회로(10 및 40)의 구성과 동일한 구성이 사용될 수도 있다. 차량 검출 회로(10)는 도 3a에 도시된 제어 신호 a에 응답해서 동작한다. 그러므로, 루프 코일(1A)를 갖는 복수의 차량 검출 회로(10)를 서로 근처의 위치에서 사용할지라도, 제어 신호들 a 사이의 적절한 동기화를 통해 간섭이 방지될 수 있다. 그러므로, 차량 검출 회로(100B) 대신에 다른 차량 검출 회로(10)가 루프 코일(1B)에 접속되고 루프 코일(1A 및 1B)에 접속된 차량 검출 회로들에 대한 제어 신호들 a 사이에 적절한 동기화가 성립되면, 상기 루프 코일(1A 및 1B)이 간섭이 발생할 수 있는 지역에 위치된다 할지라도 안정한 동작이 보장된다.
도 5에 도시된 주차장 관리 시스템의 동작을 도 6에 도시된 흐름도를 참조해서 설명한다.
주차장의 영업 시간 개시에서, 진입하는 차량을 기다리기 위해 제어기(60A)가 초기화된다(단계 S1). 다음, 진입하는 차량 A의 트랜스폰더(30)와의 자기 결합을 통해 얻어진 식별 데이터가 있는지를 검사한다(단계 S2). 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있지 않다면, 단계 S2에서 식별 데이터가 없는 것으로 판단하고, 그후 차량 A가 루프 코일(1A) 위로 진입하는지를 검사한다(단계 S6).
단계 S2에서 차량 A가 트랜스폰더(30)를 장착하고 있다면, 상기 식별 데이터가 유효한 것인지를 판단한다(단계 S3). 단계 S3에서 상기 식별 데이터가 유효하지 않은 것으로 판단되면, 단계 S3에서 단계 S6으로 진행한다. 단계 S3에서 식별 데이터가 유효하지 않다라는 판단은, 차량 A가 주차장 관련 차량도 아니고 월 계약 차량도 아님을 의미하며, 또한 예를 들어 유효 기간이 만료되었음을 나타내는 식별 데이터라는 것을 의미한다.
단계 S3에서 유효 데이터로 판단하면, 주차권 발매기(2)는 주차권의 발매를 금지하지 않으며(단계 S4), 그런 다음 자동차 출입문(3)이 열려진다(단계 S5).
단계 S6에서 루프 코일(1A) 위에 차량이 있는 것으로 판단되면, 주차권 발매기(2)는 주차권을 발매한다(단계 S7). 그런 다음 발매된 주차권이 뽑아졌는지를 검사한다(단계 S8). 발매된 주차권이 뽑아진 것으로 확인되면 자동차 출입문이 단계 S5에서 열려진다.
단계 S5에서 자동차 출입문(3)이 열려진 후, 차량 A가 자동차 출입문(3)을 지나 루프 코일(1B) 위로 진입하는지를 검사한다(단계 S9). 차량 A가 루프 코일(1B) 위로 진입하면, 자동차 출입문(3)이 닫혀지고(단계 S10), 차량 A는 주차장에 주차한다. 위의 예에서는 주차장의 입구쪽에 대해 설명하였다. 주차장의 출구쪽에 있어서는, 상기 주차권 발매기(2) 대신에 주차 요금 정산기가 설치된다는 것과, 주차 요금 정산 후에 자동차 출입문(3)이 열려진다는 것을 제외하고는, 주차장 입구쪽의 동작과 유사하다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 변형예에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 변형예에 대한 구성을 도시하는 블록도이다. 차량 검출 회로(10) 대신에 차량 검출 회로(10A)를 사용하고, 차량 검출 회로(40) 대신에 차량 검출 회로(40A)를 사용한다.
위의 실시예의 차량 검출 회로(10)에서, 제어 신호 a의 고 전위 주기 동안 루프 코일(1)을 통해 흐르는 큰 전류가 코일(50)에서 검출된다. 대조적으로, 본 변형예에서는, 루프 코일(1)에서 흐르는 전류는 저항기(23)에 의해 검출되며, 상기 저항기는 캐패시터(15)와 접지 사이에 설치되며 상기 루프 코일(1)과 캐패시터(15)로 구성된 직렬 공진 회로의 Q에 거의 영향을 끼치지 않는 작은 저항값을 갖는다. 상기 저항기(23) 양단의 전압은 저항기(24)를 통해 차량 검출 회로(40A)에 제공된다.
차량 검출 회로(40A)에서, 위에서 언급한 실시예의 코일(50) 대신에 사용되는 저항기(23)에 의해 검출된 전압은 캐패시터(45)에 공급되어 캐패시터(45)가 충전되며, 상기 캐패시터(45) 양단의 충전된 전압은 위상 비교기에 공급된다. 그러므로, 본 변형예에서는, 위에서 언급한 실시예의 코일(50)과 캐패시터(41)가 생략된 것이다. 저항기(24) 및 캐패시터(45)를 적절하게 선택함으로써, 상기 위상 비교기(42)가 상기 루프 코일(1)에 의해 발생된 전압 위상과의 최적의 위상 비교를 실행할 수 있다. 차량 검출 회로(10A 및 40A)의 다른 구성 성분들은 차량 검출 회로(10 및 40)의 구성 성분들과 동일하며, 상기 차량 검출 회로(10A 및 40A)는 차량 검출 회로(10 및 40)의 동작과 동일하게 동작한다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 다른 변형예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량 검출 시스템의 다른 변형예의 구성을 도시하는 블록도이다. 본 변형예에서, 차량 검출 회로(40) 대신에 차량 검출 회로(40B)가 사용된다. 차량 검출 회로(10) 대신에 사용되는 차량 검출 회로(40B)의 주파수 디멀티플라이어(12)의 출력을 사용하지 않으면서, 상기 차량 검출 회로(40B)는, 코일(46)에서 유도된 전압의 정류 출력 레벨에 따라 차량의 존재를 검출한다.
루프 코일(1) 위에 차량이 있을 때 루프 코일(1)에 흐르는 전류의 값과 차량이 없을 때 흐르는 전류의 값은 도 4a에 도시된 곡선 a1 및 a2로부터 결정된다. 곡선 a2는 챠량이 루프 코일(1) 위에 있을 때에 해당하며, 곡선 a1는 차량이 루프 코일(1) 위에 없을 때에 해당한다. 루프 코일(1)에 흐르는 전류는 자기 결합 M2에 의해 코일(46) 양단의 전압을 유도한다. 이 전압은 코일(1)에 흐르는 전류에 따라 변한다. 그러므로, 이 전압을 감시하면 차량의 존재를 검출할 수 있다. 본 변형예에서는, 상기 코일(46) 양단에 유도된 전압은 정류 회로(47)에 의해 정류되고, 정류된 출력 전압은 A/D 변환되어 제어기(60)가 차량의 존재를 검출할 수 있게 한다. 상기 코일(46) 상에 유도된 전압이 직접 A/D 변환되면 상기 정류 회로(47)는 생략될 수 있다.
본 발명의 차량 검출 시스템에 따라 지금까지 설명한 바와 같이, 저비용의 트랜스폰더를 사용함으로써 주차장 관련 차량 및 월 계약 차량인지 또는 시간 부과 차량인지를 구별해서 검출할 수 있다.
본 발명의 차량 검출 시스템은 특히 소정의 특정한 차량들과 다른 차량들을 식별해서 검출해야 하는 주차장 등에 적용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 전송 및 수신 수단의 역할을 하는 제1 유도 소자와,
    상기 제1 유도 소자에 접속된 제1 차량 검출 회로와,
    소정의 차량에 장착되고, 상기 제1 유도 소자가 발생하는 자계에 의해 주기적으로 활성화된 상기 소정의 차량을 식별하는 정보를 저장하며, 상기 저장된 정보를 상기 제1 유도 소자를 통해 상기 제1 차량 검출 회로에 전송하는 트랜스폰더를 포함하여,
    상기 소정의 차량과 접촉하지 않으면서 차량의 도착을 검출하는 차량 검출 시스템에 있어서,
    상기 제1 차량 검출 회로는 상기 제1 유도 소자를 주기적으로 자극하여 상기 자계를 발생시키며,
    상기 제1 유도 소자에 대한 자극 주기 동안 활성화된 상기 트랜스폰더는, 트랜스폰더 장착 차량이 상기 제1 유도 소자 주위의 특정 영역에 진입했을 때, 상기 제1 유도 소자에 대한 비-자극 주기 동안 상기 저장된 정보를 상기 제1 유도 소자를 통해 상기 제1 차량 검출 회로에 전송하는 차량 검출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 유도 소자에 자기적으로 결합하는 제2 유도 소자를 구비한 제2 차량 검출 회로를 포함하며,
    상기 제2 차량 검출 회로는, 상기 제1 유도 소자 근처에 차량이 존재하는 동안 상기 제1 유도 소자의 전기 파라미터(electric parameter)의 변화를 조사함으로써 상기 제1 유도 소자 근처에 차량이 존재하는지를 검출하며, 이에 의해 트랜스폰더 장착 차량 및 트랜스폰더 비장착 차량을 검출할 수 있어 상기 두 가지 차량을 구별할 수 있는 차량 검출 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 차량 검출 회로로부터 차량 검출 신호와 주기적 제어 신호를 수신하여, 상기 트랜스폰더 장착 차량 및 트랜스폰더 비장착 차량을 분류하는 게이트 수단을 구동하는 제어 유닛을 포함하는 차량 검출 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 차량 검출 회로가,
    기준 발진기와,
    상기 기준 발진기로부터 발진 출력을 수신하여 그 발진 주파수를 특정 주파수로 분할하는 주파수 분할기와,
    상기 기준 발진기로부터 발진 출력을 수신하여 처리된 출력을 출력하며, 상기 트랜스폰더의 충전 주기에 대응하는 고 전위 출력의 주기를 갖는 제어 신호를 출력하는 처리 유닛과,
    상기 주파수 분할기로부터 분할된 출력과 상기 충전 주기 고전위 출력 모두를 수신하여 상기 주파수 분할기로부터 분할된 출력을 출력하는 AND 게이트와,
    상기 AND 게이트로부터의 출력을 전원-증폭시켜 이 전원-증폭된 출력을 상기 제1 유도 소자에 공급하는 전원 증폭기를 포함하는 차량 검출 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 차량 검출 회로는,
    상기 제1 유도 소자에 직렬로 접속되어 상기 제1 유도 소자와 함께 직렬 공진 회로를 구성하는 캐패시터와,
    저항기 및 역 접속된 병렬 다이오드들로 구성되어 상기 직렬 공진 회로로부터의 출력 전압 레벨을 제한함으로써 상기 연속하는 회로들을 보호하는 리미터와,
    상기 리미터와 캐패시터를 통해 상기 트랜스폰더로부터 수신된 식별 정보 출력을 증폭하는 증폭기와,
    상기 증폭기의 출력을 복조하는 복조기와,
    상기 복조기로부터 복조된 출력을 수신하는 처리 유닛을 포함하여,
    오류 정정 처리 및 디코딩 처리와 같은 신호 처리를 행하고 상기 제어 유닛에 식별 신호를 전송함으로써 상기 차량이 소정의 차량임을 상기 식별 정보가 나타내는지를 결정하는 차량 검출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스폰더가,
    상기 제1 유도 소자와 자기적으로 결합되는 코일과,
    상기 코일에 병렬로 접속되어 상기 코일과 함께 병렬 공진 회로를 구성하는 캐패시터와,
    상기 코일에 유도된 전류를 정류하는 다이오드와,
    상기 다이오드에 의해 정류된 전류에 의해 충전되며 전원으로서 동작하는 캐패시터와,
    상기 차량이 소정의 차량임을 나타내는 식별 정보를 저장하는 메모리와,
    상기 전원으로서 동작하는 캐패시터에 충전된 전압으로 동작하며, 상기 메모리에 저장된 식별 정보를 판독하여 상기 코일을 통해 상기 식별 정보를 전송하는 제어기를 포함하는 차량 검출 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 제2 차량 검출 회로가,
    상기 제2 유도 소자에서 유도된 신호의 위상과 상기 주파수 분할기로부터 출력된 신호의 위상을 비교하는 위상 비교기로서, 상기 제2 유도 소자는 작은 권선수를 가지고 상기 제1 유도 소자 근처에 위치하여 상기 제1 유도 소자와 자기적으로 결합하는, 상기 위상 비교기와,
    상기 위상 비교기로부터의 위상 비교 출력을 적분하는 적분기와,
    상기 적분기의 출력을 A/D 변환시켜 A/D 변환된 차량 검출 신호를 상기 제어 유닛에 전송하는 A/D 변환기를 포함하는 차량 검출 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 출력 전압 레벨의 변화 패턴을 검출하고 그 검출된 패턴과 미리 저장된 패턴을 비교하며, 이에 의해 상기 제2 차량 검출 회로가 상기 제1 유도 소자 근처에 차량이 도착하는 것을 검출할 수 있는 차량 검출 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스폰더로부터의 정보를 FSK 변조파를 사용해서 전송하는 차량 검출 시스템.
  10. 차량 검출 시스템에 있어서,
    소정의 위치에 설치된 유도 소자와,
    차량에 선택적으로 장착되는 트랜스폰더로서, 이 트랜스폰더를 장착한 차량은 소정의 차량임을 나타내는 정보를 저장하는 상기 트랜스폰더와,
    상기 트랜스폰더를 장착한 차량이 상기 유도 소자의 전면의 소정 영역으로 진입하면 상기 유도 소자에 자기적으로 결합되고, 상기 트랜스폰더에 저장된 정보를 수신함으로써 상기 소정의 차량이 소정의 영역에 진입하는 것을 검출하는 제1 차량 검출 회로를 포함하는 차량 검출 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 차량 검출 회로는 고 전위 주기와 저 전위 주기를 갖는 펄스를 발생하는 계산 유닛을 포함하며, 상기 고 전위 주기는 상기 트랜스폰더가 충전되는 주기이며, 상기 저 전위 주기는 상기 트랜스폰더가 상기 제1 차량 검출 회로에 응답하는 주기인 차량 검출 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 차량 검출 회로는 상기 트랜스폰더와의 자기 결합을 통해 상기 트랜스폰더에 동작 에너지를 시분할로 공급하는 차량 검출 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 차량 검출 회로는 상기 트랜스폰더로의 동작 에너지 공급과 상기 트랜스폰더로부터의 정보 수신을 시분할로 실시하며, 상기 유도 소자는 상기 동작 에너지의 공급과 상기 정보의 수신 모두에 대해 사용되는 차량 검출 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 유도 소자에 자기적으로 결합하며, 상기 유도 소자 위의 차량에 의해 야기되는, 상기 유도 소자의 전기 파라미터의 변화에 따라, 상기 유도 소자 상에 차량이 존재하는 것을 검출하는 제2 차량 검출 회로를 더 포함하는 차량 검출 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 차량 검출 회로는 상기 유도 소자와의 자기 결합을 통해 얻어진 출력 신호의 위상에 따라 차량의 존재를 검출하는 차량 검출 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 차량 검출 회로는 상기 유도 소자의 전기 파라미터의 변화를 캐패시터에 충전된 전압으로부터 검출하며, 상기 충전된 전압의 위상에 따라 차량의 존재를 검출하는 차량 검출 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 차량 검출 회로는 상기 유도 소자와의 자기 결합을 통해 얻어진 출력 전압의 레벨에 따라 차량의 존재를 검출하는 차량 검출 시스템.
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