KR20130049639A - 차종 구분 및 계수 장치와 그 방법 - Google Patents

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Abstract

차종 구분 및 계수 장치와 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치는 레이더 신호를 감지하는 레이더와, 적외선 신호를 감지하는 적외선 센서와, 레이더로부터 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산하고, 계산된 차량속도와 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하며, 레이더 및 적외선 센서를 통한 차량속도와 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수하는 제어부를 포함한다.

Description

차종 구분 및 계수 장치와 그 방법 {Apparatus and method for classifying vehicle type and counting number of vehicles}
본 발명의 일 양상은 차량 검출기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행차량 또는 주정차 차량의 대수를 계수하고 차종을 구분하는 기술에 관한 것이다.
주행차량 또는 주정차 차량의 대수를 계수하고, 차종을 구분하기 위한 다양한 차량 검지기가 있다. 예를 들면 차량 검지기는 루프 검지기, 영상 검지기, 초음파 검지기, 레이더 검지기 또는 지자기 검지기일 수 있다.
루프 검지기는 도로 표면을 절개하여 매립한 루프 코일에 발진 신호를 인가하여 노면에 금속성 물체가 있을 경우 인덕턴스의 변화를 감지하여 차량의 점유 여부를 측정한다. 루프 검지기는 다른 검지기보다 가격이 저렴하여 주변 환경의 영향에 관계없이 안정적인 성능을 가져 차량 점유 센서로 널리 사용되고 있다.
그런데, 루프 검지기는 도로의 포장 상태와 사용되는 자재에 따라 인덕턴스 변화에 많은 영향을 받는다. 따라서 시공상의 부실 유무와 검지기의 형태 및 크기에 따라 성능 차이가 있으며, 시공 후에 도로 공사, 하수도 공사 등과 같은 도로상의 작업으로 인해 단선이 되는 경우가 많다. 이로 인해 동일한 위치에 재시공을 하거나 재시공이 불가능한 경우 시스템 전체를 이동 설치해야 하는 문제점을 가진다.
지자기 검지기는 루프 시스템에 비하여 소형화가 가능하고, 배터리 기반의 무선 시스템화가 가능한 장점을 가지기 때문에 루프가 가지는 유지보수 및 설치 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 균일한 검지 영역을 가지지 못하므로, 차종별로 검지 영역이 다르게 형성되어 정확한 검지 위치를 알 수 없으며, 차량의 주정차 상태를 정확하게 판단하기 어렵다. 나아가, 차량의 특성에 따라 자기장을 왜곡하는 크기가 다르기 때문에 자기장의 변화를 모든 차량에 대해서 일정한 범위 내에서 검지하기 어렵다.
한편, 선행기술 한국 등록특허 10-0285568에는 영상처리를 이용한 차종 분류방법에 대해, 한국 등록특허 10-0403822에는 레이저 센서와 답판을 이용한 차종 분류방법에 대해 개시하고 있다.
일 양상에 따라, 차량의 대수를 계수하고 계수된 차량의 속도와 길이를 계산하여 차량의 차종을 정확하게 분류할 수 있는 차종 구분 및 계수 장치와 그 방법을 제안한다.
일 양상에 따른 차종 구분 및 계수 장치는, 레이더 신호를 감지하는 레이더와, 적외선 신호를 감지하는 적외선 센서와, 레이더로부터 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산하고, 계산된 차량속도와 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하며, 레이더 및 적외선 센서를 통한 차량속도와 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수하는 제어부를 포함한다.
이때, 제어부는, 레이더를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호를 추출하여 차량속도를 계산하는 속도 계산부와, 적외선 센서로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고 검출된 차량의 점유시간을 계산하는 시간 계산부와, 속도 계산부를 통해 계산된 차량속도를, 시간 계산부를 통해 계산된 점유시간과 연산하여 차량의 길이를 계산하는 길이 계산부를 포함할 수 있다.
레이더는 다수 개가 형성되어, 다수의 도플러 신호를 감지하고, 속도 계산부는 다수의 레이더를 통해 감지된 다수의 도플러 신호로부터 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득하여 오차를 보정하는 차량속도 보정부를 포함할 수 있다.
적외선 센서는 차량의 진행방향과 수직하고 지면과 평행한 광축을 형성하고,시간 계산부는 적외선 센서를 이용하여, 차량이 광축을 통과할 때 차량의 앞 부분이 통과하는 시각과 차량의 끝 부분이 통과하는 시각을 각각 측정하여 차량의 점유시간을 계산할 수 있다.
길이 계산부는, 진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이를 보정하는 기울임 보정부를 포함할 수 있다.
나아가, 차종 구분 및 계수 장치는 차량 차종정보와 차량 계수정보를 포함하는 교통정보를 외부에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
다른 양상에 따른 차종 구분 및 계수 방법은, 레이더를 통해 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산하는 단계와, 계산된 차량속도와 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하는 단계와, 레이더 및 적외선 센서를 통한 차량속도와 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 차종에 따른 차등요금을 징수하는 유료도로 및 유료 주자창, 터널 등에서 주행차량 또는 주정차 차량의 차종을 정확하게 분류하고 차량을 계수할 수 있다. 즉, 레이더를 이용한 차량속도 계산 및 적외선 센서를 이용한 차량길이 계산을 통해 차량의 차종을 분류할 수 있다. 구체적으로, 레이더를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호를 추출하여 차량속도를 계산하고, 적외선 센서로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고 검출된 차량의 점유시간을 계산하여, 차량속도를 점유시간과 연산하여 차량의 길이를 계산함에 따라, 차량의 차종을 구분할 수 있다.
나아가, 다수의 레이더를 통해 감지된 다수의 도플러 신호로부터 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득하여 오차를 보정함에 따라, 차량속도를 정확하게 계산할 수 있다.
더 나아가, 진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이를 보정함에 따라, 차량길이를 정확하게 계산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 차종 구분 및 계수 장치의 일 예를 도시한 참조도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치의 제어부의 세부 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치의 차종 구분 및 계수 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 차종 구분 및 계수 장치(1)의 일 예를 도시한 참조도이다.
도 1을 참조하면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10)와 적외선 센서(12)를 포함한다.
차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10)를 통해 감지되는 레이더 신호와 적외선 센서(12)를 통해 감지되는 적외선 신호를 이용하여 주행차량 또는 주정차 차량을 검출하여 차량 대수를 계수하고 차종을 구분한다. 차종 구분 및 계수 장치(1)는 다수 개일 수 있다.
일 양상에 따르면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10)로부터 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 검출한다. 레이더는 아주 짧은 펄스파를 안테나를 통해 송신하고, 차량 등의 금속물체에 반사되어 돌아오는 신호를 안테나를 통해 수신하여, 차량과 같은 금속성 물체가 존재하는지 여부를 판단한다. 레이더 신호를 이용하면, 기후 변화나 주변 환경에 영향을 받지 않고 소정의 공간에서 차량의 유무를 파악할 수 있다. 레이더는 UWB 레이더(ultra wideband radar)일 수 있다. UWB 레이더는 초광대역으로, 단거리 구간에서 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 다량의 데이터를 전송할 수 있다.
일 양상에 따르면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 적외선 센서(12)를 통해 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 검출한다. 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 센서(12)는 차량의 진행방향과 수직하고 지면과 평행한 광축을 형성한다. 이때, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 차량이 적외선 센서(12)의 광축을 통과할 때 차량의 앞 부분이 통과하는 시각과 차량의 끝 부분이 통과하는 시각을 각각 측정하여 차량의 점유시간을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 교통정보 시스템에 적용될 수 있다. 교통정보 시스템은 실시간으로 교통관리를 수행하기 위해 교차로나 고속도로 등 각종 도로에 관한 정보 데이터를 수집하여 교통 상황실로 집중한 후 신호등의 통제를 통해 교통체증을 해소하거나 일반인에게 교통정보를 제공하기 위한 시스템이다. 특히, 본 발명의 차종 구분 및 계수 장치(1)는 차량 대수를 계수하고 차량의 차종을 구분하는 데 적용될 수 있다. 예를 들면, 차종에 따른 차등요금을 징수하는 유료도로와 유료 주자창 및 터널 등에서 차량 대수를 개수하고 차종을 분류하기 위해 사용될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 주차관리 시스템에 적용될 수 있다. 주차관리 시스템은, 주차공간에서 출차하거나 주차공간에 입차하는 차량을 감지하여 감지된 차량을 인식하고, 이를 이용하여 주차를 관리하거나 모니터링하는 시스템이다.
한편, 차종 구분 및 계수 장치(1)의 적용분야는 본 발명의 이해를 돕기 위해 교통정보 시스템과 주차관리 시스템으로 예시하였으나, 적용 분야는 이에 한정되는 것이 아니라 그 외의 다양한 분야에서 적용될 수 있음은 자명하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치(1)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10), 적외선 센서(12) 및 제어부(14)를 포함하며, 통신부(16)를 더 포함할 수 있다.
제어부(14)는 주행차량 또는 주정차 차량을 검지하기 위해 레이더(10)와 적외선 센서(12)를 이용한다. 이때, 제어부(14)는 레이더(10)로부터 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산한다. 그리고, 레이더(10)를 이용해 계산된 차량속도와 적외선 센서(12)로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산한다. 이어서, 레이더(10) 및 적외선 센서(12)를 통한 차량속도 및 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수한다.
통신부(16)는 차량 차종정보와 계수정보를 포함하는 교통정보를 외부로 전송한다. 통신부(16)는 교통정보를 원격으로 전송하기 위해 무선센서 네트워크를 이용할 수 있다. 통신부(16)로부터 교통정보를 수신하는 장치, 예를 들면 관리서버는 수신된 교통정보를 이용하여 소정의 공간에서의 차량을 관리 또는 모니터링할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치(1)의 제어부(14)의 세부 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제어부(14)는 속도 계산부(140), 시간 계산부(142) 및 길이 계산부(144)를 포함한다.
속도 계산부(140)는 레이더(10)를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호를 추출하여 차량속도(v)를 계산한다. 도플러 신호를 이용한 차량속도(v)는 수식 1과 같다.
Figure pat00001
수식 1을 참조하면, c o 는 발사 속도, f o 는 발사 주파수, f D 는 발사 주파수와 수신 주파수 차를 각각 의미한다.
일 양상에 따르면, 속도 계산부(140)는 차량속도 보정부(미도시)를 포함한다. 차량속도 보정부는 다수의 레이더를 통해 감지된 다수의 도플러 신호로부터 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득하여 차량속도 계산 오차를 보정한다. 예를 들면, 레이더 2개가 진입차량에 대해 양 방향으로 설치되어 도플러 신호를 감지하면, 속도 계산부(140)는 양 방향에서 감지된 도플러 신호를 이용하여 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득한다. 이때, 획득된 평균값이 최종 차량속도가 된다. 최종 차량속도 v a 는 수식 2와 같다.
Figure pat00002
시간 계산부(142)는 적외선 센서(12)로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고, 검출된 차량의 점유시간을 계산한다. 일 실시예에 따르면, 시간 계산부(142)는 적외선 센서를 이용하여, 차량이 광축을 통과할 때 차량의 앞 부분이 통과하는 시각(t1)과 차량의 끝 부분이 통과하는 시각(t2)을 각각 측정하여 차량의 점유시간(t2-t1)을 계산한다. 이를 위해 적외선 센서는 차량의 진행방향과 수직하고 지면과 평행한 광축을 형성할 수 있다.
길이 계산부(144)는 속도 계산부(140)를 통해 계산된 차량속도를, 시간 계산부(142)를 통해 계산된 점유시간과 연산하여 차량의 길이를 계산한다. 차량길이(L)는 수식 3과 같다.
Figure pat00003
수식 3을 참조하면, k는 실체 측정치와의 오차 보정을 위한 보정상수이다.
일 실시예에 따르면, 길이 계산부(144)는 기울임 보정부(미도시)를 포함한다. 기울임 보정부는 진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이 오차를 보정한다. 일반적으로 차량은 사각형 형태라고 볼 수 있으므로, 차폭과 통로폭에 따른 기울임 정도가 결정된다. 따라서, 길이 계산부(144)는 기울임 보정부를 통해 차량길이에 최대 기울임 정도에 따른 증감 부분을 보정함에 따라 최종 차량길이를 계산할 수 있다. 이에 따른 최종 차량길이(L)는 수식 4와 같다.
Figure pat00004
수식 4를 참조하면,α는 기울임 보정부를 통해 보정된 보정상수이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차종 구분 및 계수 장치(1)의 차종 구분 및 계수 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10)를 통해 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산한다(400). 일 실시예에 따르면, 차량속도 계산(400) 시에, 다수의 레이더를 통해 감지된 다수의 도플러 신호로부터 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득하여 오차를 보정할 수 있다.
이어서, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 차량속도와 적외선 센서(12)로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산한다(410). 일 실시예에 따르면, 차량의 길이를 계산하는 단계(410)에서, 적외선 센서(12)로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고, 검출된 차량의 점유시간을 계산한다. 이어서, 계산된 차량 점유시간을, 레이더(10)를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호로부터 계산된 차량속도와 연산하여 차량의 길이를 계산한다. 나아가, 차종 구분 및 계수 장치(1)가 진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 차종 구분 및 계수 장치(1)는 레이더(10) 및 적외선 센서(12)를 통한 차량속도 및 차량길이 계산결과로부터 차량 대수를 계수하고, 차량의 차종을 구분한다(420).
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 차종 구분 및 계수 장치 10 : 레이더
12 : 적외선 센서 14 : 제어부
16 : 통신부 140 : 속도 계산부
142 : 시간 계산부 144 : 길이 계산부

Claims (9)

  1. 레이더 신호를 감지하는 레이더;
    적외선 신호를 감지하는 적외선 센서; 및
    상기 레이더로부터 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산하고, 상기 계산된 차량속도와 상기 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하며, 상기 레이더 및 적외선 센서를 통한 차량속도와 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 레이더를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호를 추출하여 차량속도를 계산하는 속도 계산부;
    상기 적외선 센서로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고, 검출된 차량의 점유시간을 계산하는 시간 계산부; 및
    상기 속도 계산부를 통해 계산된 차량속도를, 상기 시간 계산부를 통해 계산된 점유시간과 연산하여 차량의 길이를 계산하는 길이 계산부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레이더는 다수 개가 형성되어, 다수의 도플러 신호를 감지하고,
    상기 속도 계산부는 다수의 레이더를 통해 감지된 다수의 도플러 신호로부터 차량속도를 각각 계산하고, 계산된 각 차량속도의 평균값을 획득하여 오차를 보정하는 차량속도 보정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적외선 센서는 차량의 진행방향과 수직하고 지면과 평행한 광축을 형성하고,
    상기 시간 계산부는 상기 적외선 센서를 이용하여, 차량이 상기 광축을 통과할 때 차량의 앞 부분이 통과하는 시각과 차량의 끝 부분이 통과하는 시각을 각각 측정하여 차량의 점유시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 길이 계산부는,
    진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 상기 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이를 보정하는 기울임 보정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    차량 차종정보 및 차량 계수정보를 포함하는 교통정보를 외부에 전송하는 통신부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 장치.
  7. 레이더를 통해 감지되는 레이더 신호를 이용하여 차량의 속도를 계산하는 단계;
    상기 계산된 차량속도와 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하는 단계; 및
    상기 레이더 및 적외선 센서를 통한 차량속도와 차량길이 계산결과로부터 차량의 차종을 구분하고 차량을 계수하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 계산된 차량속도와 적외선 센서로부터 감지되는 적외선 신호를 이용하여 차량의 길이를 계산하는 단계는,
    상기 적외선 센서로부터 형성되는 적외선 신호를 통해 차량을 검출하고, 검출된 차량의 점유시간을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 차량 점유시간을, 상기 레이더를 통해 송신시 반사되어 되돌아오는 도플러 신호로부터 계산된 차량속도와 연산하여 차량의 길이를 계산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    진입차량의 차폭과 진입통로의 통로폭을 이용하여 차량의 기울임 정도를 계산하고, 상기 계산된 기울임 정도를 반영하여 차량길이를 보정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차종 구분 및 계수 방법.
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