KR20040032516A - 이동식 차량정보 수집장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이프 스위치 센서 및 비매설형 영역검지 센서를 이용하여 주행차량 및 정체차량에 관계없이 교통정보를 필요로 하는 지역에서의 정확한 차량주행 정보 및 차종정보를 검출할 수 있으며, 상기 교통정보를 유선뿐만 아니라, 무선으로도 접속할 수 있도록 하여 원격지에서도 도로이용자가 실시간으로 교통정보를 수신하고 시스템의 파라미터(parameter, 기준값)를 변경시킬 수 있는 이동식 차량정보수집장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 도로상에 설치되며, 이동이 가능한 비매설 및 비접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단; 상기 차량검지수단에서 검지된 통과차량의 데이터를 검출하여 교통정보를 생성하고 이를 외부의 중앙관제센터로 전송하고, 또 중앙관제센터로부터의 요구신호를 입력받아 처리하기 위한 차량정보 검출수단; 상기 차량정보 검출수단에 차량 및 차종분류 알고리즘이 기록된 검출제어 프로그램과 중앙제어 프로그램을 지원하는 소프트 웨어; 상기 차량검지수단 및 차량정보 검출수단에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 및 제2 테이프 스위치 센서 및 비접촉식 센서를 통해 교통량, 통과속도, 차량의 도로 점유시간, 차량길이 및 차축수신호를 검출하고, 상기 테이프 스위치 센서 신호처리장치와, 비접촉식 센서 신호처리장치에서 처리된 각 차량정보를 주제어장치에 입력하는 제1 단계; 차량정보산출 프로그램과, 중앙제어 프로그램이 입력된 소프트웨어를 이용하여 상기 주제어장치에 입력된 상기 통과차량 정보를 검출 및 연산하고, 차량종류를 구분하며, 차량속도, 교통량, 도로점유시간, 차종정보등의 주요 교통정보를 생성하여 비휘발성 저장장치에 저장하는 제2 단계; 중앙관제센터로부터 필요로하는 교통정보가 요구될 경우 상기 주제어장치에서 산출된 교통정보에 관련된 데이터를 전송하는 제3 단계; 및 상기 전송정보를 삭제하고, 상기 중앙관제센터로부터 요구하는 교통정보가 없을 경우에는 계속적으로 차량을 검지하여 데이터를 저장하는 제4 단계를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법을 제공한다.

Description

이동식 차량정보 수집장치 및 방법{Portable Automatic Vehicle Data Collection System and Technique}

본 발명은 도로상의 특정영역을 통과하는 차량에 대한 주행정보를 실시간으로 수집하기 위한 이동식 차량정보수집장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 테이프스위치와 비접촉식 센서를 이용하여 특정영역의 통과차량 정보와 차종을 신뢰성있게 분류하고, 센서의 검지신호 처리부로부터 입력받은 신호를 이용하여 차량속도, 교통량, 헤드웨이(Headway), 차량점유시간, 차축수, 축간거리, 차량길이 및 차종정보등의 교통정보를 필요시마다 중앙관제센터에 전송할 수 있도록 한 이동식 차량정보수집장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 차량정보를 수집하기 위한 비매설형 형태로서는 영상처리감지기, 초단파감지기, 적외선 감지기등이 사용되고 있었으나, 이들 장비들은 기상조건의 변화에 따라 오차가 심하고, 주야간 측정성능의 편차가 클 뿐만 아니라, 주변 전파환경에 의해 교란되기 쉬우며, 국가표준인 11종 차종분류가 어려운 문제점을 가지고 있다.

상기의 감지기 중에서, 영상처리감지기는 디지털 CCD카메라를 통하여 인식되는 화면의 영상신호처리 기술을 이용하여, 정상적인 화면의 영상신호와 물체가 통과할 경우의 영상신호의 차이를 검출하여 차량속도, 교통량 및 차량길이 등을 파악하는 방식의 차량검지기이다. 이 감지기는 매설식 감지기에 비하여 설치 및 유지보수가 매우 용이하다. 그러나, 화면의 영상신호처리 기술을 적용하기 때문에 움직이는 물체에 대하여 인식하는 성능은 우수하나 움직이지 않는 물체에 대한 인식 능력은 매우 낮다. 또한 차량의 차축수 및 차량의 길이를 정확하게 측정할 수 없어 정확한 차량분류가 곤란하며, 비나 눈, 주간 및 야간의 태양광 변화 등의 환경 요인에 의해 영상이 왜곡되어 정확성이 떨어질 수 있으며, 특히 바람이 심하여 센서가 흔들릴 경우 물체의 인식 능력이 매우 저하되는 단점이 있다.

초단파감지기는 물체에 초단파(24GHz 대역)를 발사하여 도플러효과방식에 의한 정상상태의 주파수와 통과 차량의 되반사 주파수의 차이를 검출하여 차량속도, 교통량 및 차량길이 등을 파악하는 방식의 차량검지기이다. 이 감지기는 매설식 감지기에 비하여 설치 및 유지보수가 매우 용이하다. 그러나, 도플러방식을 적용하기 때문에 움직이는 물체에 대하여 인식하는 성능은 우수하나 움직이지 않는 물체에 대한 인식 능력은 매우 낮다. 또한, 차량의 차축수 및 차량의 길이를 정확하게 측정할 수 없어 정확한 차량분류가 곤란하며, 비나 눈 등의 환경 요인에 의해 전파가 교란되어 정확성이 떨어질 수 있으며, 특히 바람이 심하여 센서가 흔들릴 경우 물체의 인식 능력이 매우 저하되는 단점이 있다.

초음파 감지기는 물체에 초음파(20KHz 이상 대역)를 발사하여 되돌아오는 시간차이를 이용하여 차량속도, 교통량 및 차량길이 등을 파악하는 방식의 차량검지기이다. 이 감지기는 매설식 감지기에 비하여 설치 및 유지보수가 매우 용이하다. 그러나, 이 또한 마찬가지로 초음파를 사용하기 때문에 움직이는 물체에 대하여 인식하는 성능은 우수하나 움직이지 않는 물체에 대한 인식 능력은 매우 낮다. 또한 차량의 차축수 및 차량의 길이를 정확하게 측정할 수 없어 정확한 차량분류가 곤란하며, 일반적인 환경에서 발생할 수 있는 각종 초음파에 의해 전파가 교란되어 정확성이 떨어질 수 있으며, 특히 바람이 심하여 센서가 흔들릴 경우 물체의 인식 능력이 매우 떨어지는 단점이 있다.

적외선 감지기는 물체로부터 발산되는 적외선(0.75μm ∼ 1mm의 전자기파)을 감지하여 차량속도, 교통량 및 차량길이 등을 파악하는 방식의 차량검지기이다. 이 감지기 또한 매설식 감지기에 비하여 설치 및 유지보수가 매우 용이하다. 또한, 적외선을 사용하기 때문에 움직이는 물체 뿐만 아니라, 움직이지 않는 물체에 대하여도 인식하는 성능은 우수하다. 그러나, 차량의 차축수 및 차량의 길이를 정확하게 측정할 수 없어 정확한 차량분류가 곤란하며, 일반적인 환경에서 발생할 수 있는 각종 적외선에 의해 전파가 교란되어 정확성이 떨어질 수 있으며, 특히 바람이 심하여 센서가 흔들릴 경우 물체의 인식 능력이 매우 떨어지는 단점이 있다.

또한, 매설형 형태로서는 피에조 및 루프감지기를 이용한 검지장비가 주로 이용되고 있다. 이러한 검지장비를 이용한 차량정보수집장치는 도1에 도시된 바와같이, 도로상의 특정영역에 매설되어 통과차량을 감지하는 인덕티브 루프센서(11) 및 피에조 센서(12), 그들 센서의 검지신호를 처리하는 루프센서처리부(13) 및 피에조센서 처리부(14)와, 그들 각각의 처리부에서 출력된 신호를 제어하는 신호 송,수신 제어회로(15)로 이루어진 차량검지부(1)와; 상기 신호 송,수신 제어회로(15)의 출력신호를 입력받아 각종 교통정보를 생성하는 주 제어기(21)와, 상기 주제어기(21)에 입력된 데이터를 저장하는 메모리부(22)와, 상기 주제어기(22)에 차량 및 차종분류 알고리즘 프로그램을 제공하는 소프트웨어(23)와, 상기 주제어기(21)와 중앙관제센터간의 통신을 담당하는 통신처리부(24) 및 외부통신장치(25)로 이루어진 주처리제어부(2) 및 상기 주제어기(21)에 전원을 제공하는 전원부(3)로 구성되어 있다.

먼저, 인덕티브 루프센서를 이용하여 차량을 검지하는 방식은 차량이 통과하는 도로면에 인덕턴스 루프선을 매설하고, 차량이 그 위를 통과하면 루프선의 고유 인덕턴스가 변화하게 되고, 이 변화량을 감지하여 차량속도, 교통량 및 차량길이 등을 파악하는 방식의 차량감지기이다. 이 감지기는 현재까지의 차량검지기중 가장 정확한 차량감지 성능을 보이고 있다. 그러나, 도로면에 매설하기 때문에 차량에 의해 루프선이 파손되는 경우가 많아 오류발생이 심하며, 또한 비나 눈, 온도 등에 의해 루프선의 고유 인덕턴스값이 교란되어 정확성이 떨어질 수 있다. 또한, 루프의 인덕턴스 변화를 감지하기 때문에, 차량의 차축수 및 차량의 길이를 정확하게 측정할 수 없어 정확한 차량분류가 곤란한 단점이 있다.

또한, 피에조센서를 이용하여 차량을 검지하는 방식은 차량이 통과하는 도로면에 피에조선을 매설하고, 차량이 그 위를 통과할 때 차량의 바퀴가 누르는 무게에 의해 변화하는 피에조의 고유 전압 출력의 변화량을 감지하여 차량속도, 교통량 및 차량길이, 차축수 등을 파악하는 방식의 차량감지기이다. 이 감지기는 차량의 바퀴가 피에조선 위를 통과할 때 차량정보를 감지하기 때문에 차량의 축수 및 차량속도, 교통량은 매우 정확하게 감지할 수 있으나, 차량의 길이를 측정할 수 없기 때문에 피에조센서만으로는 연속적으로 통과하는 차량들에 대하여 교통정보를 얻을 수 없다는 단점이 있다. 또한, 도로면에 매설하기 때문에 차량에 의해 피에조선이 파손되는 경우가 많아 오류발생이 심하며, 또한 비나 눈, 온도 등에 의해 피에조선의 고유 전압 출력값이 교란되어 정확성이 떨어질 수 있다. 따라서, 피에조센서 한 종류만으로는 교통정보를 검출할 수 없고, 루프감지기나 기타 다른 차량감지기와 혼용하여 적용하여야 차량정보를 검출할 수 있다는 단점이 있어 현재로는 루프감지기와 혼용하여 설치하고 있다.

상기와 같은 종래의 매설형 차량정보 수집장치는 차량검출센서들이 도로상에 매설되어 있기 때문에, 저속 차량에 대한 정보수집의 어려움이 따르며, 설치시에 도로를 파손하고 재차 보수해야 하며, 이러한 매설작업에 의해 교통정체를 유발하는 문제점을 내포하고 있다. 또한, 검지장비가 매설되어 있기 때문에 유지관리가 어렵고, 전기의 지락사고나 뇌에 의한 써지발생에 따른 오동작등의 문제가 발생하고, 이로 인한 장비운영의 문제, 정보의 신뢰성저하 및 수집정보의 한계점등이 발생되는 문제점이 있었다. 특히 저속 및 고속 주행 차량에 대한 정확한 정보수집의 신뢰성 향상뿐만 아니라, 설치, 유지관리등의 측면도 충분히 고려하여야 한다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 테이프 스위치 센서 및 비매설형 영역검지 센서를 이용하여 주행차량 및 정체차량에 관계없이 교통정보를 필요로 하는 지역에서의 정확한 차량주행 정보 및 차종정보를 검출할 수 있으며, 상기 교통정보를 유선뿐만 아니라, 무선으로도 접속할 수 있도록 하여 원격지에서도 도로이용자가 실시간으로 교통정보를 수신하고 시스템의 파라미터(parameter, 기준값)를 변경시킬 수 있는 이동식 차량정보수집장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 차량정보 수집장치의 구성을 나타낸 개략적인 블럭도.

도2는 본 발명에 의한 이동식 차량정보 수집장치에서, 비접촉식 신호발생장치의 검출개념도.

도3은 본 발명에 의한 이동식 차량정보 수집장치의 데이터 처리흐름을 나타내는 블럭도.

도4는 본 발명에 의한 이동식 차량정보수집장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도5는 본 발명의 요부인 비접촉식 검지방식의 신호펄스발생장치의 구성도.

도6은 본 발명의 이동식 차량정보 수집 방법을 위한 데이터처리 흐름도.

도7은 비접촉식 센서 및 테이프 스위치 센서가 설치된 검지영역과 이 검지영역을 통과하는 차량에 대한 펄스신호형태를 나타낸 타이밍도.

도8은 본 발명의 이동식 차량정보수집방법을 수행하기 위한 트리거신호 처리흐름도.

도9는 차량검출 및 차종분류 산출을 위한 소프트웨어의 처리흐름도.

도10은 주제어장치의 차량정보 수집 처리흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 차량검지부 200: 주처리제어부

300: 전원부 400: 소프트 웨어

500: 중앙관제센터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도로상에 설치되며, 이동이 가능한 비매설 및 비접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단; 상기 차량검지수단에서 검지된 통과차량의 데이터를 검출하여 교통정보를 생성하고 이를 외부의 중앙관제센터로 전송하고, 또 중앙관제센터로부터의 요구신호를 입력받아 처리하기 위한 차량정보 검출수단; 상기 차량정보 검출수단에 차량 및 차종분류 알고리즘이 기록된 검출제어 프로그램과 중앙제어 프로그램을 지원하는 소프트 웨어; 상기 차량검지수단 및 차량정보 검출수단에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 제1 및 제2 테이프 스위치 센서 및 비접촉식 센서를 통해교통량, 통과속도, 차량의 도로 점유시간, 차량길이 및 차축수신호를 검출하고, 상기 테이프 스위치 센서 신호처리장치와, 비접촉식 센서 신호처리장치에서 처리된 각 차량정보를 주제어장치에 입력하는 제1 단계; 차량정보산출 프로그램과, 중앙제어 프로그램이 입력된 소프트웨어를 이용하여 상기 주제어장치에 입력된 상기 통과차량 정보를 검출 및 연산하고, 차량종류를 구분하며, 차량속도, 교통량, 도로점유시간, 차종정보등의 주요 교통정보를 생성하여 비휘발성 저장장치에 저장하는 제2 단계; 중앙관제센터로부터 필요로하는 교통정보가 요구될 경우 상기 주제어장치에서 산출된 교통정보에 관련된 데이터를 전송하는 제3 단계; 및 상기 전송정보를 삭제하고, 상기 중앙관제센터로부터 요구하는 교통정보가 없을 경우에는 계속적으로 차량을 검지하여 데이터를 저장하는 제4 단계를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도2 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 이동식 차량정보수집장치 및 방법은 고속주행차량 뿐만 아니라, 정체지역에서 저속으로 운행되는 차량에 대한 교통정보를 정확하게 검출하여 교통특성 변화에 따라 가변되는 데이터 수집을 용이하게 하여 도로 이용자에게 실시간으로 정보를 제공할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명은 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 도로상에 소정 간격으로 테이프 스위치 센서(1)를 부착하고, 또 도로에서 일정한 거리(D)를 두고 비매설형 영역검지센서(2)를 장착하여 통과차량의 수, 통과속도, 축간거리, 차종구분을 검지하고,처리된 결과를 이용하여 차량정보 검출부에서 도로에 주행하는 교통량, 차량속도, 도로상에서 나타나는 차량의 주행속도 전 범위에서 통과차량 데이터를 정확하고 안정적으로 검출하고, 차량정보를 추출하기 위한 제어 알고리즘을 국내 실정에 부합되게 개발함으로써, 이를 토대로 교통량, 차종, 도로 점유율등 주요 교통정보를 생성할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 개념을 바탕으로 한 본 발명의 실시예는 다음과 같다.

먼저, 도3은 본 발명에 의한 이동식 차량정보 수집장치의 데이터 처리흐름을 나타내기 위한 블럭도이고, 도4는 본 발명에 의한 이동식 차량정보수집장치의 구성을 나타낸 블럭도이며, 5는 본 발명의 요부인 비접촉식 검지방식의 신호펄스발생장치의 구성도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동식 차량정보 수집장치는 접촉식 및 비접촉식센서의 조합으로 이루어져 통과차량을 감지하는 차량검지부(100)와; 상기 차량검지부(100)에서 검지된 통과차량의 데이터를 검출하여 교통정보를 생성하고, 이 생성데이타를 외부의 중앙관제센터(500)로 전송하고, 또 중앙관제센터(500)로부터의 요구신호를 입력받아 처리하기 위한 주처리제어부(200)와; 상기 주처리제어부(200)에 필요한 전원을 공급할 뿐만 아니라, 정전시에도 전원을 공급하기 위한 전원부(300)로 크게 구성된다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 차량검지부(100)는 도로상의 특정영역에 소정 폭간격을 가지고 부착되어 상기 특정영역을 통과하는 차량에 대한 통과속도, 통과차량수, 축간거리 및 차종구분정보를 실시간으로 수집하기 위한 제1 및 제2 테이프스위치 센서(101, 102)와; 비매설방식으로 상기 도로와 소정 거리를 두고 설치되어 도로상의 특정영역을 통과하는 물체에 대한 반사신호로 물체를 인식하여 차량존재유무를 검지하고, 차량길이를 계측하기 위한 비접촉식 센서(103)와; 상기 제1 및 제2 테이프 스위치 센서(101, 102)에서 검지된 신호를 입력받아 처리하는 테이프 스위치센서 신호처리장치(104)와; 상기 비접촉식 센서(103)의 계측신호를 입력받아 처리하는 비접촉식 센서 신호처리장치(105)로 구성된다.

상기 주처리제어부(200)는 소프트웨어(400)의 프로그램을 제공받고, 또 제1 및 제2 테이프스위치센서 신호처리장치(104)와, 비접촉식 센서 신호처리장치(105)로부터의 처리신호를 입력받아 차량정보추출, 데이터 전송, 디스플레이 및 키입력을 제어하는 주제어장치(201)와; 상기 주제어장치(201)와 중앙제어센터(500)간의 통신을 담당하되, 유선일 경우 직렬포트를 이용한 단말기 또는 컴퓨터를 이용하고, 무선일 경우, 개인용 휴대단말기 또는 인터넷 네트워크를이용하여 통신하기 위한 유,무선통신장치(202)와; 상기 주제어장치(201)에서 처리된 데이타를 디스플레이하는 화면표시기(203)와; 상기 주제어장치(201)에 데이타를 입력하는 입력키(204); 및 상기 주제어장치(201)에 입력된 데이타를 저장하는 비휘발성 저장장치(205)와; 상기 주제어장치(201)에 차량 및 차종분류 알고리즘이 기록된 차량검출제어 프로그램(401)과 중앙제어 프로그램(402)을 지원하는 소프트 웨어(400)로 구성된다.

상기 전원부(300)는 주제어장치(201)에 전원을 공급하는 직류전원 공급장치(301)와; 상기 직류전원 공급장치(301)에 전원을 지속적으로 공급하기 위한 배터리 충전장치(302) 및 배터리(303)로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 비접촉식 센서(103)로는 마이크로 웨이브 센서 및 레이저 센서중 어느 하나로 이루어져 있다. 상기 마이크로 웨이브 센서는 발광부 및 수광부의 신호처리를 위한 혼 안테나(hone-antenna)와, 반응속도가 5ms이내인 신호발생회로로 구성되며, 도플러효과 방식을 사용하여 정상상태의 주파수와 통과차량의 되반사 주파수의 차이를 검출하는 방식이다.

레이저 센서는 도5에 도시된 바와 같이 나란히 위치된 발광부모듈(112) 및 수광부모듈(113), 상기 발광부모듈(112)과 수광부모듈(113)의 전방에 설치된 볼록렌즈(111), 수광부모듈(113)과 발광부모듈(112)과의 신호를 수수하여 그들에 입력되는 반사파의 시간계산과 거리계산을 수행하여 동기화 펄스발생을 위한 제어신호를 출력하되, 거리 및 속도를 아스키 코드로 전송하는 제어부(114)와; 상기 제어부(114)의 신호를 인가받아 트리거 펄스 신호를 발생시켜 동기처리하며, 주제어장치(201)에 동기신호를 전달하는 트리거 펄스 발생회로(115)로 구성된다. 이는 상기 발광부모듈(112)로부터 임의의 지점에 빛을 발산함에 따라 물체가 없는 경우에는 반사되지 않다가 물체가 통과하면 반사되는 것을 이용하여 물체를 인식하는 방식이다.

또한, 상기 테이프 스위치센서 신호처리장치(104)와, 비접촉식 센서 신호처리장치(105)는 그들 각각에 수신된 신호를 정규화, 동기화하여 차량 정보 검출부에서 처리가능한 신호수준으로 변환하며, 신속한 신호처리와 다른 장비와의 호환성을 위해 접점형태의 트리거 신호 출력을 사용한다. 즉, 차량이 통과할 경우 차량의 정보를 연산하여 일반적인 디지털 데이터 형태로 출력하는 방식이 아니라, 아날로그형태의 파향으로 출력한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량교통정보 수집과정에 대한 처리흐름을 도6 내지 도10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도6은 본 발명의 이동식 차량정보 수집 방법을 위한 데이터처리 흐름도를 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 테이프 스위치 센서 및 비접촉식 센서로부터 차량신호를 검출하고, 상기 테이프 스위치 센서 신호처리장치(104)와, 비접촉식 센서 신호처리장치(105)에서 처리된 차량신호를 차량정보산출 프로그램과, 중앙제어 프로그램이 제공되어 있는 주제어장치(201)에 입력한다(S1). 상기 주제어장치(201)에서는 상기 통과차량 정보를 검출 및 연산하고, 차량종류를 구분하며, 차량속도, 교통량, 도로점유시간, 차종정보등의 주요 교통정보를 생성하여 비휘발성 저장장치(205)에 저장한다(S2, S3, S4).

다음에 중앙관제센터(500)로부터 필요로하는 교통정보가 요구될 경우(S5), 상기 주제어장치(201)는 유선 또는 무선 통신장치(202)를 이용하여 상기 중앙관제센터(500)로 교통정보에 관련된 데이터를 전송한 후, 전송정보를 삭제한다(S6, S7). 상기 중앙관제센터(500)로부터 요구하는 교통정보가 없을 경우에는 계속적으로 차량을 검지하여 데이터를 저장한다. 상기 중앙관제센터(500)에서는 입력된 정보를 도로이용자에게 실시간으로 제공하게 된다.

상기와 같은 일련의 차량정보 수집 흐름에서, 상기 S1단계는, 도로상의 특정영역에 소정 폭간격을 두고 부착된 차량 검지부(100)의 제1 및 제2 테이프 스위치 센서(101, 102)를 통하여 특정영역을 통과하는 차량수와, 통과속도, 축간거리 및차종신호를 검지하여 테이프 스위치 센서 신호처리장치(104)에 입력하고, 또 상기 도로의 외부에 비매설식으로 설치된 비접촉식 센서(103)를 통하여 차량이 특정영역을 통과하는지를 검지하며, 또 차량길이를 계측하여 비접촉식 센서 신호처리장치(105)에 입력하게 된다.

본 발명의 장치에서 산출하는 차량정보는 교통량, 통과속도, 점유시간, 차량길이, 차축수 5개 정보이다. 이 5개 차량정보는 제1 및 제2 테이프스위치센서(101, 102)와 비매설식센서(103)로부터 발생되는 펄스의 조합으로 산출하게 된다. 상기 접촉식 및 비접촉식 센서에 의해 검출되는 차량정보는 하기의 <표 1>과 같이 직·간접적으로 구할 수 있다.

< 표 1 > 차량 정보의 종류

차량정보	단위	정 의
교통량	대	테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 수
통과속도	km/h	테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 순간 속도
점유시간	msec	검지 영역을 통과하는 차량의 시간 (비접촉식센서 검지영역에 차량이 진입하여 차량의 끝이 비접촉식센서 검지영역을 빠져나가는 시간)
차량길이	m	검지 영역을 통과하는 차량의 길이 (테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 순간 속도와 비접촉식센서로부터 산출된 점유시간의 곱)
차축수	축	테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 축수

도7은 비접촉식센서 및 테이프스위치센서가 설치된 검지영역과 이 검지영역을 통과하는 차량에 대한 기본적인 트리거 펄스 신호의 형태를 나타내고 있다. 이들 트리거 펄스 신호를 조합하여 차량정보를 산출한다. 교통량은 차량이 검지영역을 통과한 후 모든 차량정보가 정확히 산출될 경우에만 정상적인 차량의 통과로 인정하고 통과 자료를 추가한다. 이때 특정 검지영역에만 차량이 검출될 경우는 비정상데이터로 표출하고, 비정상 교통량 자료에 추가한다.

□ 비정상 데이터 기록 요건

- 제1테이프스위치센서에만 검출될 경우

- 제2테이프스위치센서에만 검출될 경우

- 비접촉식센서에만 검출될 경우

- 제1테이프스위치센서와 비접촉식센서에만 검출될 경우

- 제2테이프스위치센서와 비접촉식센서에만 검출될 경우

차량의 통과속도는 차량의 앞바퀴가 제1테이프스위치센서(101)를 통과하는 순간부터 제2테이프스위치센서(102)를 통과하는 순간까지의 시간과 두 검지영역의 실제거리를 이용하여 계산한다. 평균 교통정보 수집시에는 사용자에 의해서 설정된 시간안에 검출된 각 차량의 속도의 합을 정상 교통량으로 산술평균하여 산출한다.

여기서 V: 통과속도

: 제1테이프스위치통과시각

: 제2테이프스위치통과시각

D : 제1테이프스위치와 제2테이프스위치 간격

차량의 점유시간은 차량의 앞부분이 비접촉식센서(105)의 검지선을 통과하는 순간부터 차량의 끝부분이 비접촉식센서 검지선을 빠져나가는 시각까지의 시간이다. 평균 교통정보 수집시에는 사용자에 의해서 설정된 시간안에 검출된 각 차량의 점유시간의 합을 정상 교통량으로 산술평균하여 산출한다.

여기서, Q: 점유시간

: 차량의 앞이 비접촉식센서 검지선에 진입하는 시각

: 차량의 끝이 비접촉식센서 검지선을 빠져나가는 시각

차량길이는 차량의 통과속도(V)와 점유시간(Q)의 곱으로 산출한다. 평균 교통정보 수집시에는 사용자에 의해서 설정된 시간안에 검출된 각 차량의 길이의 합을 정상 교통량으로 산술평균하여 산출한다.

여기서: 차량길이

Q : 점유시간

V : 통과속도

차량의 축수는 차량이 통과할 경우, 비접촉식센서(103)의 존재 펄스가 유지되는 시간동안 제1 테이프스위치센서(101)에서 발생하는 트리거펄스의 수를 계산하여 차축수로 저장한다.

이때, 상기의 비접촉식 센서(103)가 레이저 센서로 이루어져 있을 경우에는 도8에 도시된 트리거 신호 처리 흐름도를 통해 처리한다.

도8에 도시된 바와 같이, 초기에 신호 전송거리와 샘플링 주기를 설정하면 자동으로 트리거 신호를 발생한다. 즉, 초기에 도로의 위치와 발광부 및 수광부 사이의 신호전송거리에 대한 최대치와 최소치를 설정(예를 들어, Dmax = 2000cm, Dmin = 1900cm)한다(S11).

다음에, 5kHz이내에서 거리 샘플링주기를 설정한다(S12). 이때, 상기 D값이 최대치인 2000cm보다 작은지의 여부를 판단한다(S13). 상기 S13단계에서 D가 2000cm보다 크다고 판단되면, 재차 거리 샘플링 주기를 5kHz가 되도록 설정하고, 작다고 판단되면, 상기 D값과 최소치인 1900cm와의 거리대소를 판단하여, 클 경우 자동적으로 트리거를 발생하고, 작을 경우에는 거리 샘플링 주기를 재차 설정한다(S14, S15).

상기 주제어장치(201)의 차량정보 산출을 위한 소프트웨어(400)의 흐름은 도9에 도시된 바와 같다.

도9는 차량검출 및 차종분류 산출을 위한 소프트웨어의 처리흐름도를 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이, 비접촉식센서(103) 및 제1 및 제2 테이프스위치센서(101, 102)로부터 출력되는 트리거 신호펄스를 입력받아 차량검출 및 차종분류를수행한다. 먼저 장치가 구동되면 각 센서를 초기화시킨다(S21). 이후, 상기 비접촉식 센서(103)에 차량검지 트리거신호 펄스가 검출되는지 확인하여(S22), 트리거 펄스가 발생되지 않으면, 상기 제1 또는 제2 테이프스위치센서(101, 102)에 트리거 신호 펄스가 발생하는지를 확인한다(S23). 상기 S23단계에서, 트리거 신호 펄스가 발생된다고 판단되면, 비정상데이터로 기록하고(S25), 그렇지 않을 경우에는 다시 비접촉식 센서의 트리거펄스 발생을 검출되는지 확인한다. 이때, 비접촉식센서(103)에서 트리거펄스 신호가 검출되면, 제1테이프스위치센서(101)의 트리거펄스 신호가 검출되는지 판단하고(S24), 상기 트리거 펄스가 검출되지 않으면 비정상데이터로 기록한다(S25). 상기 S24단계에서, 트리거 펄스가 검출될 경우에는 다시 제2테이프스위치센서(102)의 트리거펄스 신호가 검출되는지 판단하여(S26), 검출되지 않을 경우 비정상데이터로 기록하며(S25), 검출될 경우 정상 데이터로 인식하여 차량정보를 산출하고, 중앙제어 프로그램에 입력한다(S27, S28).

테이프스위치센서 및 비접촉식센서로부터 신호를 입력받아 상기 S2단계 및 S3 단계의 차량정보를 산출하는 주제어장치(201)의 처리흐름은 도10에 도시된 바와 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 먼저 주제어장치에 제공하는 소프트 웨어의 중앙제어 프로그램을 초기화하고, 차량정보 산출 프로그램을 구동한다(S31, S32). 다음에 도9에 도시된 바와 같은 일련의 처리과정을 거쳐 차량정보가 입력되고(S33), 상기 화면 표시기(203)에 차량 정보를 표출하고, 비휘발성 저장장치(205)에 차량정보를 저장한다(S34). 상기 S34단계를 수행후, 전술한 도6의 S5 단계 내지 S7단계의 처리과정을 수행하게 된다. 즉, 중앙관제센터(500)로부터 자료를 송출하라는 요구신호가 주제어장치(201)에 입력되는지를 판단하여(S35), 요구신호가 없으면 S33단계의 차량정보를 계속입력하고, 요구신호가 있으면, 중앙관제센터(500)에 자료를 송출하고, 송출된 자료를 삭제한다(S36, S37)

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 테이프 스위치 센서와 비접촉 방식의 마이크로웨이브 센서 또는 레이저 검지센서를 혼합하여 도로상의 특정영역을 통과하는 각종 차량의 주행정보을 검출함으로써 기존의 검지장비에서는 구분이 어려웠던 국가기본 분류인 11종 차종분류를 가능하게 하고, 저속 주행차량 식별능력을 향상시키며, 정체지역에서의 주요 교통정보, 즉 교통량, 속도, 도로점유시간, 헤드웨이(headway)등의 정보를 연속적으로 수집하여 실시간으로 차량운행자에서 제공함으로써 도로정체 유발을 해소할 수 있고, 교통흐름을 원활히 할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 매설이 아닌 비접촉식 차량검출방식을 사용함으로써 도로의 파손이 전혀 없으며, 설치 및 유지관리의 편리성을 보장하여 이로 인한 교통정체의 유발을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (15)

1. 도로상에 설치되며, 이동이 가능한 비매설 및 비접촉식 센서의 조합으로 이루어진 차량검지수단;

   상기 차량검지수단에서 검지된 통과차량의 데이터를 검출하여 교통정보를 생성하고 이를 외부의 중앙관제센터로 전송하고, 또 중앙관제센터로부터의 요구신호를 입력받아 처리하기 위한 차량정보 검출수단;

   상기 차량정보 검출수단에 차량 및 차종분류 알고리즘이 기록된 검출제어 프로그램과 중앙제어 프로그램을 지원하는 소프트 웨어;

   상기 차량검지수단 및 차량정보 검출수단에 필요한 전원을 공급하는 전원부

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 차량검지수단은

   도로상의 특정영역에 소정 폭간격을 가지고 부착되어 상기 특정영역을 통과하는 차량에 대한 통과속도, 통과차량수, 축간거리 및 차종구분정보를 실시간으로 수집하기 위한 제1 및 제2 테이프 스위치 센서;

   비매설방식으로 상기 도로와 소정 거리를 두고 설치되어 도로상의 특정영역을 통과하는 물체에 대한 반사신호로 물체를 인식하여 차량존재유무를 검지하고,차량길이를 계측하기 위한 비접촉식 센서;

   상기 제1 및 제2 테이프 스위치 센서에서 검지된 신호를 입력받아 처리하는 테이프 스위치센서 신호처리수단;

   상기 비접촉식 센서의 계측신호를 입력받아 처리하는 비접촉식 센서 신호처리수단

   을 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 비접촉식 센서는 마이크로 웨이브 센서 및 레이저 센서중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동식 차량정보 수집장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 마이크로 웨이브 센서는

   발광부 및 수광부의 신호처리를 위한 혼 안테나(hone-antenna); 및

   반응속도가 5ms이내에서 정상상태의 주파수와 통과차량의 되반사 주파수의 차이를 검출하는 신호발생회로

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 레이저 센서는

   나란히 위치된 발광부모듈 및 수광부모듈;

   상기 발광부모듈과 수광부모듈의 전방에 설치된 볼록렌즈;

   수광부모듈과 발광부모듈과의 신호를 수수하여 그들에 입력되는 반사파의 시간계산과 거리계산을 수행하여 동기화 펄스발생을 위한 제어신호를 출력하되, 거리 및 속도를 아스키 코드로 전송하는 제어부;

   제어부의 신호를 인가받아 트리거 펄스 신호를 발생시켜 동기처리하며, 차량정보검출수단에 동기신호를 전달하는 트리거 펄스 발생회로

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 차량정보검출수단은

   차량 및 차종분류 알고리즘이 기록된 소프트웨어의 프로그램을 제공받고, 또 테이프 스위치 센서 신호처리장치와, 비접촉식 센서 신호처리장치로부터의 처리신호를 입력받아 차량정보추출, 데이터 전송, 디스플레이 및 키입력을 제어하는 주제어장치;

   상기 주제어장치와 중앙관제센터간의 통신을 담당하는 유,무선통신장치;

   상기 주제어장치에서 처리된 데이터를 디스플레이하는 화면표시기;

   상기 주제어장치에 데이터를 입력하는 입력키; 및

   상기 주제어장치에 입력된 데이터를 저장하는 비휘발성 저장장치

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원부는

   차량정보 검출수단에 전원을 공급하는 직류전원 공급장치와;

   상기 직류전원 공급장치에 전원을 지속적으로 공급하기 위한 배터리 충전장치 및

   배터리

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집장치.
8. 제1 및 제2 테이프 스위치 센서 및 비접촉식 센서를 통해 교통량, 통과속도, 차량의 도로 점유시간, 차량길이 및 차축수신호를 검출하고, 상기 테이프 스위치 센서 신호처리장치와, 비접촉식 센서 신호처리장치에서 처리된 각 차량정보를 주제어장치에 입력하는 제1 단계;

   차량정보산출 프로그램과, 중앙제어 프로그램이 입력된 소프트웨어를 이용하여 상기 주제어장치에 입력된 상기 통과차량 정보를 검출 및 연산하고, 차량종류를 구분하며, 차량속도, 교통량, 도로점유시간, 차종정보등의 주요 교통정보를 생성하여 비휘발성 저장장치에 저장하는 제2 단계;

   중앙관제센터로부터 필요로하는 교통정보가 요구될 경우 상기 주제어장치에서 산출된 교통정보에 관련된 데이터를 전송하는 제3 단계; 및

   상기 전송정보를 삭제하고, 상기 중앙관제센터로부터 요구하는 교통정보가 없을 경우에는 계속적으로 차량을 검지하여 데이터를 저장하는 제4 단계

   를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제1 단계는

   도로상의 특정영역에 소정 폭간격을 두고 부착된 차량 검지부의 제1 및 제2 테이프 스위치 센서를 통하여 특정영역을 통과하는 차량수와, 통과속도, 축간거리를 검지하고, 이 검지신호를 테이프 스위치 센서 신호처리장치에서 처리하는 제5 단계;

   상기 도로의 외부에 비매설식으로 설치된 비접촉식 센서를 통하여 차량이 특정영역을 통과하는지를 검지하고, 이 검지신호를 비접촉식 센서 신호처리장치에서 처리하는 제6 단계; 및

   상기 제1 및 제2 테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 순간 속도와 비접촉식센서로부터 산출된 점유시간의 곱으로 차량길이를 산출하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 차량정보 수집방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제5 단계는

    제1 및 제2 테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 수를 검출하여 교통량을 산출하고, 테이프스위치 센서 검지 영역을 통과하는 차량의 순간 속도를 검출하여 통과속도를 산출하고, 상기 제1 및 제2 테이프스위치 센서의 검지 영역을 통과하는 차량의 축수를 계산하여 축간거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동식 차량정보 수집방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제6 단계는

    비접촉식센서 검지영역에 차량이 진입하여 차량의 끝이 비접촉식센서 검지영역을 빠져나가는 시간을 계측히여 도로의 점유시간을 계측하는 것을 특징으로 하는 이동식 차량정보 수집방법.
12. 제 8 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 차량정보는 제1 및 제2 테이프스위치센서와 비접촉식센서가 설치된 검지영역과 이 검지영역을 통과하는 차량에 대한 기본적인 트리거 펄스 신호를 조합하여 차량정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동식 차량정보 수집방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 트리거 펄스신호 처리는

    초기에 도로의 위치와 발광부 및 수광부 사이의 신호전송거리에 대한 기준값 및 그의 최대치와 최소치를 설정하는 제8 단계;

    상기 기준값에 대하여 거리 샘플링주기를 설정하는 제9 단계;

    상기 기준값과 최대치와의 거리를 비교판단하여 상기 최대치보다 클 경우에는 재차 거리 샘플링 주기를 설정하는 제10 단계;

    상기 기준값과 최대치와의 거리를 비교판단하여 상기 최대치보다 작을 경우에는 상기 기준값과 최소치와의 거리를 비교판단하는 제11 단계; 및

    상기 제9단계에서 기준값이 최소치보다 클 경우 자동적으로 트리거를 발생하고, 작을 경우에는 거리 샘플링 주기를 재차 설정하는 제12 단계

    를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법.
14. 제 8 항에 있어서,

    상기 제2 단계의 소프트웨어는

    비접촉식센서 및 제1 및 제2 테이프스위치 센서를 초기화하는 제13 단계;

    상기 비접촉식 센서에 차량검지 트리거 펄스가 검출되는지 확인하는 제14 단계;

    상기 제14 단계에서 트리거 펄스가 발생되지 않으면, 상기 제1 또는 제2 테이프스위치센서에 트리거 신호 펄스가 발생하는지를 확인하는 제15 단계;

    상기 제15 단계에서, 트리거 신호 펄스가 발생된다고 판단되면, 비정상데이터로 기록하고, 그렇지 않을 경우에는 다시 비접촉식 센서의 트리거펄스 발생을 검출되는지 확인하는 제16 단계;

    상기 제14 단계에서, 비접촉식센서에서 트리거펄스 신호가 검출되면, 제1테이프스위치센서의 트리거펄스 신호가 검출되는지 판단하고, 상기 제1 테이프 스위치 센서에서 트리거 펄스가 검출되지 않으면 비정상데이터로 기록하는 제17 단계;

    상기 제17 단계에서, 제1 테이프 스위치 센서에서 트리거 펄스가 검출될 경우, 다시 제2테이프스위치센서의 트리거펄스 신호가 검출되는지 판단하는 제18 단계; 및

    상기 제18 단계에서, 제2 테이프 스위치 센서에서 트리거 펄스가 검출되지 않을 경우 비정상데이터로 기록하고, 검출될 경우 정상 데이터로 인식하여 차량정보를 산출하고, 중앙제어 프로그램에 입력하는 제19 단계

    를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제2 단계의 주제어장치는

    소프트 웨어의 중앙제어 프로그램을 초기화하고, 차량정보 산출 프로그램을 구동하는 제20 단계;

    상기 제1 단계를 통해 검지된 차량정보를 입력하고, 화면 표시기에 차량 정보를 표출하고, 비휘발성 저장장치에 차량정보를 저장하는 제21 단계; 및

    상기 제21 단계 수행후, 제3 단계를 수행하는 제22 단계

    를 포함하는 이동식 차량정보 수집방법.