KR20050055570A - 악천후 기상 변화에 반응하는 자동 무인 속도 시스템. - Google Patents

Abstract

무인 속도 감시카메라 시스템이란 이동하는 물체의 순간 속도를 측정하는 장치인데, 물체의 이동 경로를 가로질러 전자빔을 발생시켜 제한속도를 위반했을 때의 속도를 감지하는 센서 장치로서, 이동시 물체가 빔을 차단할 때 카메라가 작동하여 물체를 찍을 수 있게 고안된 것이다. 기존의 모든 무인속도 감시 카메라는 위와 같은 형식의 단순한 구조와 기능으로만 되어있다.

그런데 문제는 악천후(눈, 비, 안개, 동절기 도로노면 결빙상태, 비 온 뒤의 노면상태, 폭우, 폭설 등 악조건으로 인한 차량운행이 어려워 법규대로 차량 감속속도를 20%~50%를 감속해야하는 경우. - 이하 악천후로 칭함 )시 기존의 시스템은 맑은 날이건, 악천후이건 상관없이 오로지 정하여진 제한속도의 위반만을 감지하는 기능과 통신기능으로만 되어있다.

본 고안은 악천후의 상태를 분석하는 레이져 펄스를 이용하여, 지면의 응고체 및 안개가 끼인 정도, 눈 과 비가 내리는 정도와 내린 정도 등을 밝혀 내는 감지식별로 대상물의 파일에 따라 프로그램화 된 것으로 자동스위밍 및 체킹하는 모드와 스케밍하는 모드로 이루어진 기능으로서, 갑작스러운 악천후를 언제든 감속해야할 상황에 자동으로 대처하여, 속도 측정 카메라에 보내어 감속된 데이터로 속도위반을 감지할 수 있는 새로운 시스템이다.

Description

악천후 기상 변화에 반응하는 자동 무인 속도 시스템.{Inconstant at Bad Weather for React Man Less Auto Speed System.}

본 발명은 악천후시 제한 속도에서 20%~50% 까지 감소시켜서 차량운행을 해야한다는 도로 법규에 따라 속도를 측정하는 감시 카메라 장치에서 자동으로 감속하여 제한 할 수 있도록 하여 불의의 자동차 사고를 미연에 방지하기 위한 시스템으로 도로 지면에 빗물 또는 안개 눈과 지면이 얼어 미끄러운 것까지도 측정하는 감지 피아식별하는 레이다에서 사용되는 감지 식별 모드와 스위밍 하는 모드로 전방을 스케밍 하여 스케밍 한 데이터를 캡쳐모드에 연결하여 같은 대상물 프로그램 파일에서 내장된것과 비교하여 분석하는 기능이 있으며, 이러한 기능들로 악천후 기상이 갑자기 나타날 때 시스템이 자동으로 동작하여 상기와 같이 실시한다.

본 발명은 감지 식별 모드와 같은 대상물의 파일이 내장되어 레이져 펄스가 자동으로 감기 할 수 있으며 눈, 안개, 비, 등을 체킹 하는 프로 파일이 구성되어 속도 감지 카메라에 연결한다. 스케닝 시스템은 도로의 지면을 스케닝 하는 모드로 이루어져 있고, 스케닝된 도로 지면의 눈 ,안개 등이 나타날 때는 상황 변화에 따른 레이져 펄스는 캡쳐 모드에서 도로의 표면을 세밀하게 분석하여, 기후의 변화와 캡쳐된 데이터를 카메라에 자동으로 연결된다. 따라서 스위밍 된 스케닝 데이터는 스위밍 모드에서 정밀하게 분석하면 분석된 데이터는 파일에 내장된 프로그램에서 비교 분석하여 속도 분석 데이터에 연계되어 있다.

각 기능별로 분석된 데이터들은 통신모드 에서 송신이 되도록 고안되어 있으며 이러한 장치들을 가지는 시스템으로 기상의 변화된 데이터 뿐 만 아니라 각 지역에 대한 분석도 동시적으로 데이터화하여 속도 감지 쎈터에 송신이 된다. 레이져 펄스 반폭 주파수는 각도에 따른 여러단계가 있어 각도에 따라 스위밍 한다. 스위밍은 도로의 지면과 한 부위만 스케닝하는 것을 피하기 위하여 좌우로 무빙스위밍 한다. 측정 하고자 하는 거리는 스위밍 각도에 따라 스위밍 하고자 하는 거리를 조절 할 수 있다.

폭은 25m~30m 수준으로 위에서 스케닝 하는 거리로 카메라에 장착 된 호온 에서부터 지면 거리는 7m를 기준으로 레이져 펄스가 발생하여 스위밍 하는 기능을 가지며 이러한 고안은 지금까지 속도 감시 카메라에 부착 된 것이 없으며 레이다에서 사용되는 펄스포밍 네트워크 방식으로 타겟을 주로 스케밍 하는 방식은 최첨단 방식이나 아직 까지 실시한 예가 없으며 지금까지 개발된 속도 측정 쎈서 에서 빛을 이용한 빔을 발생하여 기준 속도를 임의로 정하여 도로 지면에 가로로 발사하여 사용되어 왔다. 그러나 상기 기술을 사용하여 더욱 정확하고 사용조절도 쉬운 시스템으로써 악천후 기상 변화에 즉시 적응하여 작동 할 수 있는 레이져 펄스를 사용하여 상기 와 같이 수행 할 수 있도록 고안된 시스템의 방법에 관한 것이다.

본 발명은 레이다에서 사용되는 펄스 포밍 네트워크에서 발생되는 레이져 펄스를 진공관에서 이온화시켜 도파관을 통하여 호온에서 주파수를 쏘아 그 시그날이 되돌아오는 신호를 증폭시켜 피아 식별하는 원초적인 방식인 것을 발전시켜 PCB에 전자적인 기술을 총망라하여 레이다 구성 요건을 만들어 16절지 1장이면 레이다 전파를 만들 수 있으며, 이러한 레이져 펄스는 여러 방면으로 사용이 되고 있다. 레이다에서 사용되는 레이져 펄스 주파수는 산업이 발달함에 그 발전도 상당히 많이 되어 온 것도 사실이며, 최근 들어 레이져 펄스를 이용하여 비행기가 착륙과 이륙 할 때 지면을 스케닝 하는 방법으로 눈이나 또는 지면 상태를 체킹 하는 시스템이 개발되어 왔다.

미국특허 번호 제6-023-665호는 이러한 레이져 펄스를 이용한 항공기 이착륙 을 노면 또는 기상 상태를 프로 파일 시켜 스위밍 하여 목적하는 바를 알아내는 방식이다.

따라서 기후 변화에 따른 무인 속도 감지 시스템은 종래 기술은 실용 실안 등록 번호 20-0239152 는 상기와 같이 레이져 펄스를 이용한 기술로 되어 있는 것이 아니라 기후에 변화에 따라 속도를 변경하여 차량의 주행 속도를 검출하고 또한 비가 올 때 도 1에서 강우량 측정 부(40)와 제어 부(20)카메라 부(30)와 우천 시에 노면상태를 또는 시각 표시 부(50),차량 주행 속도 감지 부(10), 등으로 나타내어 비가 올 때 저장 탱크에 모인 강우량에 따른 표시로서 우천 시에만 필요로 한 발명으로 안개나 눈, 도로 지면에 얼름 등은 감지 할 수 없으며, 본 고안에서 레이져 펄스로 고안된 도 4 와 도 5 와 같이 기술의 고안으로 각 스위밍 또는 캡쳐 모드 체킹모드 등으로 이루고자 하는 레이다 기술을 이용한 것이다.

본 발명은 이러한 레이져 펄스를 이 용 하여 악천후 기상 상태를 측정하여 정확한 데이터로 파악하여 주행 자동차에 안전을 도모하는데 있으며 사고로부터 예방을 하며 상기와 같이 악천후 기상 상태에서 주행하는 동안 지금 까지 많은 사고로 인하여 귀중한 생명은 물론 재산상에 손해도 많이 있었다 .이러한 생명과 재산을 보호하고 교통법규에 따라 악천후 기상에서 눈, 짙은 안개, 급작스러운 비 가 올때 자동으로 감지하여 속도를 20%∼50%를 자동 조절하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 수행하는데 있으며, 상기 목적을 수행하는데 필요한 시스템에 대하여 레이져 펄스를 사용하는데 있어서 레이져 펄스 발생기의 소형에 PCB 기판을 제작함에 있어서 재질의 12층의 결합으로 서로 노이즈 레벨이 가장 적게 구현하여 에라 발생을 없애며 레이져 기술을 제공하는 데 있다. 또한 PCB 페턴 상에서 임피던스 매칭에 있어서 펄스포밍 넷트를 작은 사이즈로 형성하고 우수한 성능의 레이져 펄스 가 구현 될 수 있도록 그 기술을 제공하는 데 있다.

상기의 기술 은 레이더의 레이져 펄스 주파수를 발생시켜 대상물에 감지후 감지된 것을 증폭및 프로 파일에서 비교하여 탐지 식별하는 것으로서 프로화일에서 얻은 정보를 실시간으로 디스플레이 한다. 이러한 시스템의 작동은 작동모드에 따라 대상물를 탐지하고 눈이나 또는 비 또는 도로 지면의 빗물양, 얼름이 얼었는가를 캡쳐로 하여 기후의 변화를 모니터링 하도록 고안되어 있다. 대상물의 움직임까지도 캡쳐모드로 모니터링 할 수 있도록 구성되며 이러한 프로화일에 제공되는 데이터는 전산 처리하여 트래킹모드로 구성하여 실시간으로 통제쎈터에 자동으로 통보 할 수 있도록 되어 있다 . 이러한 기술들은 현재 GCA 또는 인공위성을 통하여 통제 할 수 있도록 하는 기술이다.

상기 레이져 펄스기술은 레이더와 같은 피아식별을 하는 것과 같은 실제 펄스 주파수를 발생시켜 감지물을 스케밍 하는 방법으로 도2에서 보면(120)에서 출력된 펄스는 레이져 굴절각도 도3 (303)에서 스케밍 한 데이터는 도2(140)에 연산처리 되도록 되어 있으며 연산 처리된 스케밍 데이터는 프로화일에서 도2(140)에서 비교 검토하도록 되어 있다. 이러한 비교 검토는 레이져 펄스 출력 장치 도2(120)은 구형파로 펄스반복을 갖는다.

본 발명은 특히 눈 ,안개, 비등을 정확하게 탐지하고 측정하는 것에 있다. 도 3과 같아 도시된 레이져 펄스는 굴절되는 레이져 펄스의 각도는 도3 (303)와 같이 70℃ 정도로 높이가 7.5M ~ 20M에서 퍼지는 스케밍은 레이져 스위핑에 따라 감지 포착된 물체 거리에 따라 다양하게 나타날 수 있으나, 실제수평 스케밍을 하기 때문에 각도에 따라 폭은 거리와 상관없이 그 대상물을 정확하게 감지 할 수 있다. 안개는 그 대상물에서 트래킹 단계에서는 목표물이 될 수 없다. 안개는 단지 캡쳐 모드에서 광 쎈서 도2 (160)에 의한 밝기로 스위밍되는 지역에 거리내에 빛을 감지하는 것으로 프로그램 파일에 따른 비교 분석으로 정확하게 나타내어진다.

도4(1002)레이져 펄스가 출력된다. 도4(1003)은 안개, 눈 등을 캡쳐 모드에서 송수신된 데이터를 스케밍을 할 수 있도록 프로그램화일에 연속적으로 연결하여 작동하도록 한다.

상기 도시한 바와 같이 레이져 펄스에 의하여 스위밍 되는 대상물은 눈 또는 안개 빗물 을 도로 지면에서부터 측정된 데이터는 4단계 스위밍을 통하여 트래킹 모드(1005)로 시작하여 비교기(1006)에서 비교한다. 상기 데이터는 최종 연산(1007)처리하여 카메라(1008)에 연결하여 속도를 콘트롤하게 되며 20%~ 50%까지 감지 속도를 출력하게 된다. 감지 대상물은 눈 또는 안개의 상태에 따라 데이터화되어 감속하는 속도를 감지 통제 콘트롤 하게되며 20%~50%까지 감지 속도를 출력하게 된다. 감지 대상물은 눈 또는 안개의 상태에 따라 데이터 화 되어 감속하는 속도를 감지 통제소에서는 디스플레이 된 상태를 확인 할 수 있으며 자동으로 속도 카메라는 데이터 량에 따라 20%~50%까지 콘트롤 할 수 있다.

안개 캡쳐 모드는 도5에서 보면 시스템 (1001)이 시작되면 안개 캡쳐모드(2200)이 시작되어 발생하고, 표2는 안개 분석에서 안개의 진함과 흐림을 분석한다. 안개 분석 통보는 보통 로우 레벨에서부터 하이 레벨까지 있으며 안개 캡쳐모드는 안개가 로우레벨에서는 계속적으로 4단계 분석을 하여 시간에 관계없이 중지하며 눈 또는 안개가 끼였을 때 만 동작하도록 자동화되어 있다

따라서 안개 캡쳐 모드는(2200) 안개 발생 지역에서만 동작이 되며 안개 발생에서는 카메라에 자동 통보(2600)하여 카메라에 속도를 자동으로 지정한다.

지정을 하게 되면 안개나 눈 ,비로 인한 속도 자동 조절뿐이 아니라 자동 속도조절과 디스프레이 까지 합성 (2700)하여 속도 감지 카메라로부터 500m∼800m있는 디스프레이 도7에 표시가 되며 속도를 20%∼50%까지 또는 진행 표시가 표시(4004)되도록 한다. 따라서 운전자는 안전하게 운전을 할 수 있도록 하며 속도를 감속하여 속도 무인 카메라에서는 일정 속도를 측정하여 차량 번호를 속도 감지 통제소에 데이터를 보내어 속도 위반 에 대한 분석을 하게 되어 운전자들의 안전을 도모하는데 있다.

표 1

보통 레이져 펄스는 일정 거리가 필수 요건인바 수치로 활성화한 데이터는 아래와 같다.

도2 에서 지면과 측정되는 거리를 L과 지면의 거리 레벨 표1에서 는 G로 주변에 무빙 되는 에코 신호를 없애기 위해서는 스케밍 하는 레벨에서 LG=(레이져높이 - G)/ sin T(lm)

여기서 T = M+a , M = 레이져 펄스 높이 , a = 기준 빔 에 대한 수직 각도

lm은 중심 레이져 펄스와 좌우로 무빙되는 펄스선의 자동으로 프로그램 된 값이다.

지면 레벨 변화로 인한 체킹을 위한 스케닝은 수직각도 표1과같이 레이져 펄스파 R과 같다.

스케닝을 하기 위해서는 체킹된 지면에 펄스 R 의 높이 h 와 스케닝 범위의 각도 Ta가 주어지게 된다.

각 주어지는 스텝의 비율은 프로그램에 따라 얼마든지 변화를 줄 수 있다.

각도 Ta = 1/2x[h-m]/h-m×sin2T 가되며 스케닝 수직 각도 T는 각 레벨에 따른 수치에 의하여 캡쳐되는 것에 따라 분석하는 범위에서 레이져 펄스 빔에 따라 시그날로 표시한다.

따라서 카메라에 보내는 콘트롤 신호 레벨은 기준에 속도에서 감속된 20%~50%의 데이터 값으로 속도를 측정 할 수 있도록 자동 조절된다. 그리고 안개 탐지가 끝나고 제한된 기준 속도로 측정을 계속적으로 하며 안개 발생시만 콘트롤 레벨 기준에 상응하도록 되어 있어 안개 캡쳐 모드로 전환시만 동작 될 수 있도록 되어있다.

표 2 캡쳐 모드 지수표

캡쳐 모드는 표2 와 같이 카메라가 자동으로 속도 조절을 할 수 있는 프로그램에서 상기와 같은 지수를 가지고 있다.

스케닝에 따른 지수는 그 스케닝 할 때의 지수로서 로우 레벨과 하이 레벨로 이루어 져 있고 이 스케닝 지수는 프로그램 파일에서 안개, 눈, 비 와 도로 지면의 결빙상태를 파악하는 데 중요한 역할을 한다.

도6에서는 상기와 같이 (표 2)진행 하기 위하여 프로그램 프로우 차트이며 그에 따른 속도 감지 측정 데이터는 표 3 과 같다.

표 3 속도 측정 레벨

도5 캡쳐 모드(2200)에서 시작한 프로그램 은 도6 스케닝 캡쳐(4000)를 시작하여 안개와 눈을 확인 검토(4100)될 경우 레이져 펄스는 가능 한 대상들(4200)에 대하여 트래킹을 시작한다. 눈과 안개 가 트래킹이 확실한가 검토(4300) 하여 트래킹이 끝나면 캡쳐 모드체킹(4500)은 프로그램 파일에서 비교하여 대상물에 대한 파악을 한다. 프로그램 파일(4800)에서는 모든 것을 종합 판단하는 처리장치로 카메라에 통보 및 동시에 디스프레이 기능을 가지고 있으며 상기 표 3 과 같이 속도 자동 조절 지시를 한다. 상기 표3은 어느 상황이던 도로교통법에 입각하여 속도 조정이 가능 한 것으로 즉 악천후인 경우만 작동이 되도록 고안이 된 것이며 자동 속도 조절은 캡쳐에서 트레킹 된 분석된 데이터에 의하여 동작이 된다.

본 발명은 종래 사용되는 예로 도 1a,1b처럼 카메라(13)와 빔(14)을 발생시키는 장치로 이루어져 있으며 밤에는 속도를 감지하기 위한 또는 흐린 날씨에 라이트가 순간적으로 켜지게 하는 도1a (12)라이트로 이루어져 있다

본 발명은 레이더에서 사용되는 레이져 펄스를 사용하는 것으로 캡쳐 모드와 빔 스케닝 프로그램으로 이루어져 있으며 소형 레이더 기능이 포함된 시스템이다

자동으로 스케닝된 데이터들은 우선 캡쳐 모드에서 분석하여 이미 상응화된 캡쳐 모드 데이터에서 비교 분석 카메라에 자동으로 통보하여 감지되는 속도를 자동 콘트롤 할 수 있도록 한다. 캡쳐 모드에는 좌우로 무빙 될 수 있도록 레이져 펄스를 자동 콘트롤 한다.

또한 레이져 펄스에 타겟이 설정되면 스케닝된 데이터 레벨에서 분석한다

따라서 악천후에 적절히 사용할 수 있는 전천후 감지속도 측정시스템이다.

이러한 시스템은 아직 개발되지 않았으며 고안의 추구하는 기술은 소형 레이다 기술을 이용한 전천후 속도 레벨 시스템이며 이러한 기술의 효과는 앞으로도 사용범위가 무한하다고 본다.

도 1 은 종래 우천 시에만 감지하는 실시예의 도표이다

도 1a 및 도 1b 는 종래 기술에 의 한 구조도.

도 2 는 스위밍 및 체킹 모드가 있는 구조도.

도 3 은 레이져 펄스파 발생 도로 지면을 검색하는 스위밍을 도시한 그림이다.

도 4 는 시스템 프로그램을 실시한 차트이다.

도 5 는 안개 및 눈 에 대한 캡쳐 모드 프로그램을 도시한 차트이다.

도 6 은 캡쳐 모드에서 스위밍 된 데이터에 대한 플로우 차트이다.

도 7 은 레이져 스위밍 을 도시한 각도 표시를 도시 한 그림이다.

[도면의 주요 부분]

100 : 감시 카메라 110 : 속도 빔 발생부

120 : 레이져 스위밍 출력부 130 : 라이트

140 : 레이져 펄스파 내장 장치 150 : 온도 센서

160 : 습도 쎈서

Claims (5)

1. 레이더의 레이져 펄스를 이용하여 날씨의 급변하는 상태를 감지 식별하는 트래킹 모드와 스케닝 모드를 사용하는 자동 무인 속도 측정 시스템.
2. 제1청구 항에 있어서 스케닝 모드에는 스위밍을 하는 레이져 펄스를 사용한 펄스포밍 네트워크 장치를 이용한 자동무인속도 측정 시스템.
3. 제 1청구 항에 있어서 트레킹 모드는 대상물 프로그램 파일을 사용하는 자동 무인 속도측정 시스템.
4. 안개, 눈, 비, 지면의 결빙 등을 체킹하여 카메라에 자동으로 통보하여20%∼50% 감속된 데이터로 속도를 측정하는 자동 무인 속도 측정 시스템.
5. 기상이 악천후일 때만 자동 체킹하여 감속된 데이터로 속도를 측정하는 자동 무인 속도측정 시스템.