KR20110007304U - 하이패스 시스템의 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 날씨 상태에 따라 하이패스 시스템의 밝기 및 색상을 자동으로 제어하는 하이패스 시스템의 제어 장치에 관한 것으로, 갠트리 또는 차단기를 구비한 하이패스 시스템에 있어서, 상기 갠트리 또는 차단기에 적어도 2개의 색상을 표현할 수 있도록 내장된 발광 장치와, 안개 낀 날씨, 비 또는 눈이 오는 날씨 또는 화창한 날씨 등의 기후를 감지하는 기후 감지 센서와, 상기 기후 감지 센서에서 센싱된 출력 신호에 따라 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광장치의 구동을 제어하여 색상을 가변하거나 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다.
본 고안은 기후를 감지하여, 평상시의 야간에는 파란색으로 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나를 표시하고, 안개 낀 날씨 또는 비가 오는 날씨에는 노란색으로 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나를 표시하므로, 운전자에게 하이 패스 시스템을 정확하게 표시 및 안내하므로 교통사고를 미연에 방지하고 안전 운전을 유도할 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

하이패스 시스템의 제어 장치{Apparatus for controlling a high-pass system}
본 고안은 하이패스 시스템의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 날씨 상태에 따라 하이패스 시스템의 밝기 및 색상을 자동으로 제어하는 하이패스 시스템의 제어 장치에 관한 것이다.
현재 보급중인 LED 교통신호등은 시인성이 탁월하고 에너지 절약 90%를 상회하는 절전형 교통신호등으로서, 수명이 약 10만 시간으로 경제성이 우수하여 세계적으로 보급이 확산되고 있다.
그러나, 아직 LED를 광원으로 하는 교통신호등 광 표출장치는, 외부 환경 즉, 주야간 및 기후 변화에 따라 표출 광도를 적절히 조절하거나 폭우나 폭설 시에 적절히 대처할 수 있는 기능을 갖는 LED 교통신호등은 개발되지 않았다.
또한, 최근 전자 및 무선 통신 기술 분야의 획기적인 기술 진보에 힘입어, 유료도로를 주행하는 차량이 톨게이트(toll-gate)를 통과 시 정지하지 않고도 고속 주행인 상태로도 자동으로 통행 요금을 징수할 수 있도록 한 전자식 통행 요금 징수 시스템(Electronic Toll Collection System; ETCS, 이하 "하이패스 시스템"라 한다)이 제안되어 실제 적용되고 있다.
즉, 하이패스 시스템은, 차선을 가로 질러 게이트 모양으로 설치되는 갠트리(Gantry)와, 통행 요금을 정산하지 않고 불법으로 하이패스를 통과함을 방지하기 위해 설치되는 차단기와, 하이패스 게이트를 안내하기 위해 해당 게이트 노면에 파란색으로 프린트된 하이패스 차선을 유도하는 유도 선 등으로 구성된다.
이러한 유료도로 통행 요금 징수 시스템에 적용되는 ETCS는 차선을 가로 질러 설치되는 갠트리(Gantry)에 각각의 차선에 대응하여 고주파 통신 제어기(Radio Frequency Communication Controller: 이하 'RFC 제어기'라 한다)가 설치되고, 차량에는 상기 RFC 제어기와 통신을 수행하는 단말기(차량내의 대시 보드에 설치된다는 의미로 OBU라고 한다)가 부착되어 구성된다.
상기 갠트리 또는 차단기에는 파란색 색상의 광 출력 장치가 장착되어 하이 패스 게이트를 표시 및 유도하거나, 불법 통행을 방지한다.
그러나, 종래의 하이패스 시스템은 평상시 파란색으로 발광장치가 발광하여 갠트리 또는 차단기를 표시하므로, 안개가 낀 날씨 또는 비가 오는 경우, 하이 패스 차량 진입 시 갠트리에 대한 위치가 불명확하여 자동차 운전자가 하이패스 게이트를 정확하게 찾지 못하여 갠트리에 충돌하거나 교통사고를 유발하는 경우가 발생한다.
또한, 하이패스 차선을 안내하는 차선 표시가 노면에 페인팅되어 있으므로, 안개가 낀 날씨 또는 눈 비가 오는 경우, 하이패스 차선을 안내하는 차선 표시가 보이지 않아 하이패스 차선이 아닌 일반 게이트로 진입하여 난감해 하는 운전자도 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 안개가 낀 날씨 또는 비 또는 눈이 오는 날씨 등에는 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나가 노란색으로 표시되도록 제어하여, 운전자에게 하이패스 시스템을 정확하게 안내하고 교통사고를 방지할 수 있는 하이패스 시스템의 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치는, 갠트리 및 차단기를 구비한 하이패스 시스템에 있어서, 상기 갠트리 또는 차단기에 적어도 2개의 색상을 표현할 수 있도록 내장된 발광 장치와, 안개 낀 날씨, 비가 오는 날씨 또는 화창한 날씨 등의 기후를 감지하는 기후 감지 센서와, 상기 기후 감지 센서에서 센싱된 출력 신호에 따라 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광 장치의 구동을 제어하여 색상을 가변하거나 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다
상기와 같은 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치에 의하면, 기후를 감지하여, 평상시의 야간에는 파란색으로 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나를 표시하고, 안개 낀 날씨 또는 비가 오는 날씨에는 노란색으로 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나를 표시하므로, 운전자에게 하이 패스 시스템을 정확하게 표시 및 안내하므로 교통사고를 미연에 방지하고 안전 운전을 유도할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치의 구성도이고,
도 2는 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 차단기에 발광장치가 설치된 예를 도시한 사시도이고,
도 3은 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 차단기를 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 조립단면도이고,
도 5는 본 출원인에 의해 기 출원된 기후 센서의 블록 구성도이고,
도 6은 본 출원인에 의해 기 출원된 기후 감지 방법의 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치를 첨부된 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
또한, 본 고안에 따른 지능형 LED 교통신호등 제어장치는, 기후 환경 및 조도 환경에 따라 광도조절이 자동 제어될 수 있는 가로등 제어장치, 일반적인 조명시스템 등의 다양한 조명 분야에 적용될 수도 있으나, 이하에서는 본 고안의 특징적인 분야인 하이패스 시스템에 한정하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치의 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 차단기에 발광장치가 설치된 예를 도시한 사시도이다.
본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 갠트리 및 차단기를 구비한 하이패스 시스템(1)과, 상기 갠트리 또는 차단기에 설치되어 적어도 2개의 색상을 표현할 수 있는 발광 장치(4)와, 조도감지센서, 온도 및 습도감지센서, 발광부와 수광부로 이루어진 빛 산란 감지센서, 초음파센서 등을 구비하여 기후를 감지하는 기후 감지 센서(2)와, 상기 기후 감지 센서(2)에서 센싱된 출력 신호에 따라 상기 하이패스 시스템(1)의 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광 장치의 구동을 제어하여 색상을 가변하거나 밝기를 조절하는 제어부(3)를 구비하여 구성된다.
상기 하이패스 시스템(1)의 갠트리 또는 차단기에는 적어도 파란색과 노란색을 선택적으로 발광할 수 있는 발광 장치(4)가 구비되어 있다.
예를 들면, 상기 발광장치(4)는 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광다이오드가 칩 형태로 실장된 R, G, B 발광다이오드 어레이로 구성될 수 있다. 이와 같이 발광장치가 R, G, B 발광다이오드 어레이로 구성될 경우, 상기 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광다이오드에 인가되는 전압을 조절하면 백색을 포함한 천연 칼라로 색상을 표시할 수 있다.
상기 갠트리 또는 차단기에는 적어도 파란색 계통과 노란색 계통의 2개의 색상을 표현할 수 있는 발광장치(4)가 차량의 진입하는 전면에 설치되어 있는바, 상기 제어부(3)는 평상시에는 파란색 계통의 빛으로 표시하고, 안개 낀 날씨 또는 비 또는 눈이 오는 날씨에는 노란색 계통의 빛으로 표시하도록 상기 갠트리 또는 차단기의 발광장치(4)를 제어한다.
또한, 상기 갠트리 또는 차단기에는 적어도 파란색 계통과 노란색 계통의 2개의 색상을 표현할 수 있는 발광장치(4)가 차량의 진입하는 전면에 설치되어 있는 바, 상기 제어부(3)는 상기 갠트리 또는 차단기가 폐쇄될 때에는 노란색 계통의 빛으로 표시하도록 하고, 갠트리 또는 차단기가 개방된 상태에서는 파란색 계통의 빛으로 표시하도록 상기 갠트리 또는 차단기의 발광장치(4)를 제어한다.
도 3 및 도 4에는 일반적인 차단기(4a)에 발광장치(4)가 부착된 차단기 커버(4b)를 씌워서 이루어진 발광장치 부착 차단기를 도시하고 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차단기(4a)에는 그 외주면에 발광장치(4)를 가진 차단기 커버(4b)가 씌워져 있다.
상기 차단기 커버(4b)에는 다수의 LED(4e)가 부착된 전선(4d)이 길이 방향으로 부착되어 있고, 상기 LED(4e)를 커버하는 LED 보호커버(4c)가 일측이 개구된 채 부착되어 있다. 상기 다수의 LED(4e)의 외주면에는 이 LED(4e)를 보호하도록 플렉시블하고 투명한 전구보호용 플렉시블 커버(4f)가 각각 부착되어 있다.
상기 LED 보호커버(4c)는 내부의 LED(4e)의 빛이 투과되도록 투명하고 플렉시블한 재질로 제조된다.
상기 기후 감지 센서(2)의 구체적인 구성 및 동작은 본 출원인에 의해 기 출원되었다 (특허출원번호 제2009-70414호 참조).
도 5는 본 출원인에 의해 기 출원된 기후 센서의 블록 구성도이고, 도 6은 본 출원인에 의해 기 출원된 기후 감지 방법의 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
상기 기후 감지 센서(2)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기후 인자 센서(10), 온도 센서(20), 조도 센서(30), 습도 센서(40), 초음파 센서(60), 위치정보 수신부(50), 마이컴(70) 및 메모리(80)를 포함하여 이루어진다.
상기 마이컴(70)이 상기 기후 인자 센서(10), 온도 센서(20), 조도 센서(30), 습도 센서(40) 및 초음파 센서(60)로부터 제공되는 아날로그 신호 형태의 감지 결과를 디지털 신호로 변환시킨 다음 상기 메모리(80) 값에 저장된 데이터와 비교하여 현재 기후에 대한 감지결과를 출력한다.
즉, 기후 감지 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마이컴(70)은 조도 센서(30)를 이용하여 기기 외부의 조도를 감지하여(S201), 감지된 현재 조도 값을 메모리에 저장된 기준값(K1)과 비교한다. 만일, 주변 밝기가 기준값 보다 크다면 가시거리가 충분한 쾌청한 날씨로 판단한다.
그리고, 주변 밝기가 기준값 보다 작으면(S202), 온도 센서(20) 및 습도 센서(40)를 이용하여 기기 외부의 온도/습도를 감지하여(S203), 현재의 온도 및 습도를 각각 기준값(K2 및 K3)과 비교하고, 그 결과 일정 기준값(K2) 이하의 온도이면서 습도가 기준값(K3)보다 큰 경우에는 강설 여부 판단 모드로 진행하고, 일정 기준값(K2) 이상의 온도이면서 습도가 기준값(K3) 보다 큰 경우에는 강우/안개 여부 판단 모드로 진행한다. 가시거리를 방해하는 기후 요소는 안개, 강우 또는 강설이 있으며, 각각의 경우 대기 중의 습도가 일정 값을 넘어서게 된다. 따라서, 외부 온도에 따라 강설 판단 모드와 강우 또는 안개 판단 모드로 진행하게 된다.
물론, 주변 밝기가 기준값보다 작더라도 온도가 기준값 이상이고 습도가 기준값이하이면 주간이 아닌 야간인 것으로 인식할 수 있다.
강설 여부 판단 모드인 경우 기후 인자 센서(10)를 이용하여 기기 외부의 기후 인자 밀도를 감지한다(S205). 만일 소정 온도 이하(예를 들면, 이슬점 온도 이하)인 상태에서 발광부로부터 출력된 적외선, 광 또는 레이저가 산란되어 수광부에 감지되면(S207) 현재 눈이 내리고 있는 것으로 판단한다(S212). 만일 기후 인자 밀도 센서(10)에 감지되는 것이 없으면 초음파 센서를 이용하여 적설 또는 결빙 여부를 감지하여(S209) 감지 결과의 존재 여부를 판단(S211)하여 감지된 결과에 따라 결빙 판단 결과를 출력한다(S215).
강우/안개 판단 모드의 경우에도 먼저 기후 인자 센서(10)를 이용하여 기기 외부의 기후 인자 밀도를 감지한다(206). 만일 기후 인자 밀도 센서를 통해 감지되는 것이 없으면 정상 모드로 전환한다(208). 기후 인자 센서를 통해 감지된 기후 인자의 입자 크기를 기준값(K4)과 비교한다(S210). 기후 인자 센서를 통해 감지되는 기후 인자 입자의 크기가 안개인지 또는 빗방울 소립자인지 판단한다. 즉, 수광부에 의해 검출되는 산란광의 크기가 다르게 나타난다. 따라서, 소정 온도 이상의 조건에서 대기 중의 수증기 입자 크기에 따라 안개로 판단하거나(S213) 또는 강우 상태로 판단한다(S214).
이상의 과정을 통해 검출된 정보를 현재 위치에서의 시간별 기준 데이터와 비교하여 현재 기후 정보 값을 출력한다.
즉, 쾌청한 날씨, 안개낀 날씨, 비나 눈이 오는 날씨 및 강설로 인한 노면이 결빙된 날씨 등을 센싱하여 출력한다.
상기 제어부(3) 내부에서는 실시간을 체크하기 위한 리얼 타이머가 내장되어 있어 기후 센서(2)의 신호에 따라 주간 및 야간 상태를 판단할 수 있지만, 상기 타이머에 의해 기본적으로 주야간을 구분할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 하이패스 시스템의 제어 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 기후 감지 센서(2)는 기후 변화를 센싱하여 전기적인 신호로 변환하여 상기 제어부(3)로 입력한다.
상기 제어부(3)는 상기 기후 감지 센서(2)로부터 수신된 신호를 분석하여 정상적인 날씨일 경우는 상기 하이패스 시스템(1)의 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광장치(4)의 구동을 제어하여 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나가 파란색으로 표시되도록 제어한다.
그리고 만약, 상기 기후 감지 센서(2)로부터 수신된 신호가 안개 낀 날씨 또는 비가 오는 날씨로 인식되는 경우는, 상기 제어부(3)는 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나가 노란색 계통으로 표시되도록 제어한다.
안개 낀 날씨 또는 비가 오는 날씨일 경우, 노란색 계통으로 표시한 이유는, 멀리서도 눈에 잘 띄기 때문이다. 사람 눈에 보이는 가시광선은 여러 가지 색상의 빛이 섞여 있으며, 그 중 빨간색, 노란색 계열의 빛은 파란색 계열의 빛보다 파장이 길다. 그리고 빛은 물결처럼 파동을 치면서 이동하지만 파장이 짧은 빛은 파동수가 많고 파장이 긴 빛은 파동수가 적기 때문에, 특히 안개 낀 날씨에는 노란색의 빛이 멀리서도 잘 보인다.
즉, 파동수가 많은 빛은 안개 낀 날씨에는 안개 속의 물방울에 부딪쳐서 사방으로 흩어져 빛이 산란되지만, 노란색의 빛은 상대적으로 빛의 산란이 덜 일어나기 때문에 그 만큼 멀리까지 이동할 수 있다.
그리고, 노란색 빛의 파장보다 빨강색 빛의 파장이 더 길지만 빨간색 계통의 빛을 사용하지 않고 노란색 계통의 빛을 사용하는 이유는 파장이 555㎚ 전후의 녹황색 빛이 사람의 시신경에 더 잘 반응하기 때문이다.
또한, 상기 제어부(3)는 갠트리 또는 차단기가 하강, 즉 차량의 통행을 차단하도록 폐쇄되어 있을 경우에는 상기 하이패스 시스템(1)의 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광장치(4)의 구동을 제어하여 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나가 노란색이나 빨간색으로 표시되도록 제어한다.
그리고 만약, 갠트리 또는 차단기가 상승, 즉 차량 통행 후 개방되어 있을 경우에는 상기 제어부(3)는 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나가 파란색 계통으로 표시되도록 제어한다.
이와 같이, 갠트리 또는 차단기가 폐쇄된 상태일 경우 노란색 계통으로 표시한 이유는, 진입하는 차량이 멀리서도 눈에 잘 띄게 하기 위함이다.
이상에서 본 고안에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다.
따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
상기 본 고안의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 고안의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시 예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 고안의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위 내에서 여러 가지 변경 실시가 가능한 것이다.
1 : 하이패스 시스템 2 : 기후 감지 센서
3 : 제어부 4 : 발광장치
4a : 차단기 4b : 차단기 커버
4c : LED 보호커버 4d : 전선
4e : LED 4f : 전구보호용 플렉시블 커버

Claims (8)

  1. 갠트리 또는 차단기를 구비한 하이패스 시스템에 있어서,
    상기 갠트리 또는 차단기에 적어도 2개의 색상을 표현할 수 있도록 내장된 발광 장치와,
    안개 낀 날씨, 비 또는 눈이 오는 날씨 또는 화창한 날씨 등의 기후를 감지하는 기후 감지 센서와,
    상기 기후 감지 센서에서 센싱된 출력 신호에 따라 상기 갠트리 및 차단기 중 적어도 하나에 설치된 발광장치의 구동을 제어하여 색상을 가변하거나 밝기를 조절하는 제어부를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 갠트리 또는 차단기는 적어도 2개의 색상의 빛으로 표시되도록 차량이 진입하는 전면에 갠트리 또는 차단기의 발광장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 평상시에는 파란색 계통의 빛으로 표시하고, 안개 낀 날씨 또는 비 또는 눈이 오는 날씨에는 노란색 계통의 빛으로 표시하도록 상기 갠트리 또는 차단기의 발광장치를 제어함을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 갠트리 또는 차단기는 적어도 2개의 색상의 빛으로 표시하도록 차량이 진입하는 전면에 갠트리 또는 차단기의 발광장치가 구비되고;
    상기 제어부는 상기 갠트리 또는 차단기가 폐쇄될 때에는 노란색 계통의 빛으로 표시하도록 하고, 갠트리 또는 차단기가 개방된 상태에서는 파란색 계통의 빛으로 표시하도록 상기 갠트리 또는 차단기의 발광장치를 제어함을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 갠트리 또는 차단기는 적어도 2개의 색상의 빛으로 표시하도록 차량이 진입하는 전면에 갠트리 또는 차단기의 발광장치가 구비되고;
    상기 제어부는 상기 갠트리 또는 차단기가 폐쇄될 때에는 빨간색 계통의 빛으로 표시하도록 하고, 갠트리 또는 차단기가 개방된 상태에서는 파란색 계통의 빛으로 표시하도록 상기 갠트리 또는 차단기의 발광장치를 제어함을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단기(4a)에는 그 외주면에 씌워져 그 내부의 발광장치(4)를 보호하는 차단기 커버(4b)와;
    상기 차단기 커버(4b)의 외면에 길이 방향으로 부착되고, 다수의 LED(4e)를 가진 전선(4d)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 LED(4e)와 전선(4d)을 내부에 수용하고 커버하도록 일측이 개구된 채 상기 차단기 커버(4b)에 부착된 투명한 LED 보호커버(4c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 LED(4e)의 외주면에는 이 LED(4e)를 보호하도록 각각 부착되고, 플렉시블하고 투명한 전구보호용 플렉시블 커버(4f)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이패스 시스템의 제어 장치.
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