KR20160073492A - 도로 손상 검출 장치 및 도로 손상 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로 손상을 자동으로 검출하고 손상 복구에 필요한 자원을 자동으로 산출할 수 있는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도로 손상 처리 시스템은 차량에 탑재되어 상기 차량이 도로를 주행하는 동안에 상기 도로에 존재하는 손상면을 검출하고 검출된 손상면에 연관된 도로 손상 정보 및 위치 정보를 생성하는 도로 손상 검출 장치; 및 상기 도로 손상 검출 장치로부터 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보를 수신하여 관리하고 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보에 기반하여 손상된 도로 복구에 필요한 자원을 산출하는 도로 손상 처리 장치를 포함한다.

Description

도로 손상 검출 장치 및 도로 손상 처리 시스템{Apparatus for detecting road damage and System for processing road damage information}
본 발명은 도로 손상 검출 장치 및 도로 손상 처리 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 도로 손상을 자동으로 검출하는 도로 손상 검출 장치 및 이들로부터 수집되는 도로 손상 정보를 이용하여 도로 손상 복구 자원을 산출할 수 있는 도로 손상 처리 시스템에 관한 것이다.
도로는 차량의 충격, 강우와 강설 등에 의한 습기, 날씨, 제설작업, 시공 불량 등 여러 원인에 의해 손상이 발생하기 마련이다. 특히, 장마철이나 겨울철에 수시로 발생하는 도로 손상으로 인한 포트홀(pothole)은 차량 사고로 이어져 탑승객 부상과 차량 손상을 야기할 수 있다. 또한, 이러한 도로 손상을 방치할 경우, 지속적으로 도로 손상이 가중되어, 도로 자체가 침하하는 결과를 낳는다.
도로 손상을 검출하는 것과 관련하여, 미국특허 공개공보 US 2013/008285호는 도로 표면 손상을 감지하기 위한 지하 탐사 레이더를 장착한 장치(Road Assessment Pod)를 부착한 복수의 차량이 도로를 주행하는 동안 도로 표면에 관한 레이더 영상을 도로 평가 서버로 전송하면, 도로 평가 서버가 복수의 차량이 전송해오는 도로 표면 손상에 대한 레이더 영상을 기존에 보유한 손상 정보와 대조하여, 새로 발생한 손상인지 여부와 손상 유형을 결정하는 구성을 개시한다.
미국특허 공개공보 US 2006/0274930호는 레이저를 도로 표면에 조사하여 도로 표면의 가로 갈라짐과 세로 갈라짐에 대해 선형 이미지를 포착함으로써 도로 표면 손상을 검출하는 기술을 개시한다. 그러나, 이 기술은 주변 조광 조건에 따라 영향을 받기 쉽고, 날씨 조건에 따라 사용이 제한적이며, 위치 정보와 연계 및 정보 전송과 공유를 감안하지 않은 단점이 있다.
또한, 일본에서 차량 주행시 스마트폰을 사용하여 도로 손상면에 대한 정보를 수집하고 공유하는 '범프레코더(Bump Recorder)' 앱이 보급되고 있으나, 이 역시 특정 사용자가 주행하지 않는 시간대나 구간에 대해서는 정보를 제공하지 못하고 충격이나 고도 차이에 의해 감지되지 않는 손상(예컨대 주행방향과 평행한 도로 균열)이나 손상면의 정확한 형태를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 도로 손상을 자동으로 검출하고 손상 복구에 필요한 자원을 자동으로 산출할 수 있는 장치 및 시스템을 제안한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 특징에 따른 도로 손상 처리 시스템은 차량에 탑재되어 상기 차량이 도로를 주행하는 동안에 상기 도로에 존재하는 손상면을 검출하고 검출된 손상면에 연관된 도로 손상 정보 및 위치 정보를 생성하는 도로 손상 검출 장치; 및 상기 도로 손상 검출 장치로부터 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보를 수신하여 관리하고 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보에 기반하여 손상된 도로 복구에 필요한 자원을 산출하는 도로 손상 처리 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 기술이 지하 탐사 레이더나 레이저 조사 장치 및 영상 획득과 분해에 필요한 장치와 기술처럼 복잡하거나 고가의 장치와 기술을 사용하는 것과 달리, 상대적으로 단순하고 저렴한 기계 장치를 사용하고, 안개, 강우, 강설 등 날씨와 외부 조광에 영향받지 않고 도로 손상을 검출할 수 있으며, 도로 손상의 위치, 형태, 면적, 깊이, 부피를 계산할 수 있고, 이를 바탕으로 복구에 필요한 자재와 인력을 산출하고, 일정 및 경로를 계획할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 본 발명의 장점은 다음과 같다.
(1) 상대적으로 저렴하고 간단한 장치를 이용하여 도로 손상 검출이 가능함 (레이저나 지하 탐사 레이더는 복잡하고 고가임)
(2) 빠른 속도로 주행하며 탐지가 가능함 (지하 탐사 레이더는 진행 속도 느림)
(3) 포트홀, 균열 (주행방향에 대해 수직/수평에 무관) 등 다양한 손상을 감지 할 수 있음
(4) 탐지에 필요한 인원 및 차량 투입 감소
(5) 탐지 작업 시간 감소
(6) 환경의 제약이 적음
(7) 원격 탐지 및 정보 공유 (손상 부위 위치, 형태, 면적, 부피를 동시에 추정, 기록, 전송하여 원격으로 공유)
(8) 원격 탐지 및 정보 공유를 바탕으로 손상 복구를 위한 '자재량, 작업 일정, 경로 계획'을 지원
(9) 운전자의 신고나 사고 발생전 손상을 사전 탐지 및 복구 가능
(10) 정확한 손상 및 복구를 지원하여, 임시 복구에 따른 비효율 방지
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도로손상 처리 시스템의 구조를 도시한다.
도 2는 2개의 도로 손상면 검출을 위해 도로 손상 검출 차량이 2개의 차선 각각에서 주행하는 예를 도시한다.
도 3은 1개의 차량에 복수의 도로 손상 검출 장치를 연결하여 차선 각각에서 손상면을 검출하는 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 도로 손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 검출 기계 장비가 다양한 형태로 도로 손상 검출 차량에 부착되는 예를 도시한다.
도 8은 도로 손상 표면에서 본 발명의 일실시예에 따른 검출 기계 장비의 높이 변화 예가 도시되어 있다.
도 9는 검출 기계 장비의 높이 변화량 및 시간을 이용하여 도로 손상을 검출하는 개념을 그래프로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도로 손상 처리 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도로 손상 처리 시스템의 구조를 도시한다. 도시된 바와 같이, 도로 손상 처리 시스템(1000)은 도로 손상 검출 차량(1100)에 견인되거나 탑재되는 도로 손상 검출 장치(1200) 및 도로 손상 처리 장치(1300)를 포함할 수 있다.
도로 손상 검출 차량(1100)은 도로 손상 검출 장치(1200)을 견인/탑재하여 손상을 검출하고자 하는 도로를 따라 주행한다. 이때, 차량(1100)은 운전자가 필요에 따라 임의의 경로와 속도로 진행할 수 있다. 실제 도로에서 손상을 검출하는 경우에, 일반적으로 고속도로나 주요 도로는 한 방향에 대해 복수의 차선으로 구성되므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 차선마다 도로 손상 검출 차량(1100)이 각각 주행하도록 하되, 상기 차량(1100)에 연관되는 도로 손상 검출 장치(1200)가 1개 차선의 좌우폭을 가득 채우도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 두 차량이 나란히 주행시에 차량간 또는 검출 장치간 충돌/파손이 발생할 수 있으므로, 차선마다 차량이 중복되지 않도록 주행해야 할 것이다. 또한, 차선에 임의로 주차한 차량이나 기타 물체로 인해 차선내 주행이 불가능하여 다른 차선을 침범하거나 차선을 변경하는 경우에 하나의 차량이 다른 차량이 검출하는 도로 손상을 중복하여 검출하게 되므로, 차량의 조향 정보도 함께 수집함으로써 정확한 도로 손상 정보를 검출하도록 할 수 있다.
대안적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 1개의 차량(1100)에 복수의 도로 손상 검출 장치(1200a, 1200b, 1200c)를 연결함으로써 단시간에 복수의 차선에 대해 신속히 손상면을 검출할 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 도로 손상 검출 장치(1200)는 도로 손상 검출 차량(1100)차량에 견인/탑재되어 상기 차량(1100)이 도로를 주행하는 동안에 상기 도로에 존재하는 손상면을 검출하고 검출된 손상면에 연관된 도로 손상 정보 및 위치 정보를 생성한다. 도로 손상 검출 장치(1200)에 대해서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도로 손상 처리 장치(1300)는 도로 손상 검출 장치(1200)로부터 도로 손상 정보 및 위치 정보를 수신하여 관리하고 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보에 기반하여 손상된 도로 복구에 필요한 자원을 산출한다. 도로 손상 처리 장치(1300)에 대해서는 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 손상 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 도로 손상 검출 장치(1200)는 복수의 도로 손상 검출 기계 장비(이하, '검출 기계 장비', 1210), 도로 손상 정보 처리부(1220), 위치정보 수집부(1230), 통신부(1240) 및 지지부(1250)를 포함할 수 있다. 상기 도면에는 도로 손상 정보 처리부(1220), 위치정보 수집부(1230) 및 통신부(1240)가 지지부(1250)에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 이들중 일부는 차량(1100)에 직접 설치되거나, 또는 차량(1100)과 독립적으로 주행하는 별개 차량에 설치될 수도 있다. 또한, 도로 손상 정보 처리부(1220), 위치정보 수집부(1230) 및 통신부(1240)는 각각 별도의 장치로 구성되거나 또는 그 이상의 장치로 구성되어도 무방하다. 또한, 검출 기계 장비(1210) 및 통신부(1240) 만이 차량(1100)에 설치되고, 도로 손상 정보 처리부(1220) 및 위치정보 수집부(1230) 는 중앙 서버나 분산된 위치에 별도로 존재하며, 통신부(1240)를 통해 검출 기계 장비(1210)에 의해 측정되는 정보를 원격으로 수신하여 처리하도록 구성할 수도 있다. 즉, 본원발명에 따른 도로 손상 검출 장치(1200)는 도 4에 도시된 구성에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식으로 구성 가능함은 본 기술분야의 당업자들에게 충분히 이해될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 실시예는 검출 기계 장비(1210)가 차량에 견인되는 형태이나, 견인 형태의 차량 운행은 제약이 많으므로, 검출 기계 장비(1210)가 차량에 직접 부착될 수 있다. 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 검출 기계 장비(1210)가 다양한 형태로 도로 손상 검출 차량(1100)에 부착되는 예를 도시한다. 도 5는 차량(1100)의 중앙 하부에 복수의 검출 기계 장비(1210)가 부착되는 예를 도시한 것이고, 도 6은 차량(1100)의 전방 및 후방 하부에 복수의 검출 기계 장비(1210)가 부착되는 예를 도시한 것이고, 도 7은 차량(1100)의 전방/중앙/후방 하부 모두에 복수의 검출 기계 장비(1210)가 부착되는 예를 도시한 것이다.
검출 기계 장비(1210)는 도로를 따라 이동하는 과정에서 도로에 요철이 있을 경우 그 높이가 변화하는데, 이때, 높낮이 변화 폭, 변화 시간 및 이동 속도를 이용하여 손상면의 깊이를 탐지할 수 있다. 도 8을 참조하면, 도로 손상 표면에서 본 발명의 일실시예에 따른 검출 기계 장비(1210)의 높이 변화 예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 검출 기계 장비(1210)이 도로면(810)에서 도로면(830)으로 향하여 진행하는 동안에 도로 손상면(820)을 지나갈 때 높이(H1)이 도로면(810)에서의 높이(H2)보다 길어진다. 이러한 높이 변화 및 변화 시간, 변화 발생시 이동 속도를 이용하여 도로 손상면의 깊이 및 면적을 산출할 수 있다. 도 9는 검출 기계 장비의 높이 변화량 및 시간을 이용하여 도로 손상을 검출하는 개념을 그래프로 도시한다.
또한, 이러한 검출 기계 장비(1210)를 좌, 우, 대각 등 검출에 필요한 형태로 복수로 배열하여 구성함으로써, 도로 손상의 형태도 함께 측정할 수 있다. 결과적으로, 개별 검출 기계 장비(1210)가 도로 손상의 깊이와 길이를 측정하고, 이러한 장비(1210)들을 복수로 결합하여 도로 손상을 측정함으로써, 이들 정보를 조합하면, 도로 손상의 형태, 깊이, 면적 등을 산출할 수 있다.
다시, 도 4를 참조하면, 도로 손상 정보 처리부(1220)는 차량(1100)이 손상된 도로면을 주행할 때 검출 기계 장비(1210)에 의해 측정되는 높이 변화 폭, 변화 시간 및/또는 이동 속도를 수집하고 이들 정보에 기반하여 해당 도로 손상의 형태, 넓이, 깊이 및 면적중 적어도 하나를 포함하는 도로 손상 정보를 산출하고 통신부(1140)를 통해 도로 손상 처리 장치(1300)에 도로 손상 정보를 전송한다.
위치정보 수집부(1230)는 도로 손상을 검출하기 위하여 차량(1100)이 주행할 때 차량(1100)의 현 위치 정보를 수집하는 장치로서, 위치 정보 수집을 위해 GPS, 액티브(Active) RFID, 무선통신(Wirless Communication), 레이더(Radar), 시각적 인식(Vision Recognition) 등 현존하는 가용한 방식은 모두 적용 가능하다. 위치정보 수집부(1230)는 차량(1100)이 진행하거나 정지하는 상태에서 지속적으로 위치 정보를 파악하고 있다가, 도로 손상이 검출된 시점에서 해당 위치값을 특정하여 도로 손상 정보 처리부(1220)에 산출된 도로 손상 정보와 함께 통신부(1140)를 통해 도로 손상 처리 장치(1300)에 전송할 수 있다.
또한, 상기 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도로 손상 검출 장치(1200)에는 기온, 습도, 안개, 강우, 강설 등 외부 환경 조건을 검출할 수 있는 장비가 추가로 포함될 수 있으며, 이들 정보가 도로 손상 정보 및 위치 정보와 함께 통신부(1140)를 통해 도로 손상 처리 장치(1300)에 전송되어, 도로 손상 정보 처리 및 복구 정보 처리에 활용할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도로 손상 처리 장치(1300)의 구성을 도시한 블록도이다.
도로 손상 처리 장치(1300)는 도로 손상 정보 관리부(1310), 복구 자원 산출부(1320) 및 통신부(1330)를 포함할 수 있다.
도로 손상 정보 관리부(1310)는 복수의 도로 손상 검출 차량(1100)에 견인되거나 부착되는 도로 손상 검출 장치(1200)로부터 통신부(1330)를 통해 수신되는 도로 손상 정보 및 위치 정보를 저장 및 관리한다.
일실시예에서, 도로 손상 정보 관리부(1310)는 과거에 수집된 도로 손상 정보와 새롭게 수집된 도로 손상 정보를 비교함으로써 필요하면 보정을 실시하거나, 위치에 따른 손상 이력을 관리할 수 있다.
또한, 도로 손상 정보 관리부(1310)는 수집되는 도로 손상 정보가 실제 손상인지 여부를 판단할 수 있다. 기본적으로 도로 손상을 감지하는 것이 도로 의 요철에 의지하기 때문인데, 도로에는 손상면 외에도, 맨홀과 같은 시설물이 매립되어 있어, 해당 위치를 지날 경우 충격이 발생할 수 있다. 따라서, 도로 손상 검출 장치(1200)로부터 수집된 도로 손상 정보가 해당 위치에 있는 도로 구조물에 의한 것인지, 또는 실제 도로 손상에 의해 발생한 것인지를 구분할 필요가 있다. 이를 위해, 도로 손상 정보 관리부(1310)는 매립 시설물이나 기타 도로면 시설물에 대한 위치 정보를 외부로부터 제공받거나 자체적으로 관리하고, 도로 손상 정보에 연관된 위치와 비교하거나, 외부 정보 시스템에 질의함으로써 해당 도로 손상 정보가 실제 도로 손상에 의해 발생한 것인지 판단할 수 있다.
복구 자원 산출부(1320)는 도로 손상 정보와 도로 손상의 위치 정보에 따라 복구에 필요한 자재와 인력에 대한 계획을 산출하고, 관련 작업 일정 및/또는 경로 계획 정보를 산출할 수 있다. 또한, 복구 자원 산출부(1320)는 도로 손상과 복구에 대한 이력을 관리하고, 주요 손상의 재발에 대해 예측함으로써 미래 도로 손상에 대해 선제적으로 대처하는 것을 가능케 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도로 손상 처리 장치(1300)는 복수의 도로 손상 차량(1100)들에 연결되거나 설치된 다수의 도로 손상 검출 장치(1200)들로부터 실시간으로 도로 손상 정보를 수신하기 때문에, 차량(1100)들의 주행 동안 수집되는 도로 손상 정보 및 이에 연관된 위치 정보들에 부가하여, 차량 조향 정보 및 속도 등 부수적으로 수반되는 정보의 양은 매우 많으며, 많은 도로를 대상으로 손상 검출을 위해 다수의 차량이 운행되는 환경에서는 이러한 정보를 용이하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 이처럼 대량 데이터가 연속하여 발생하고, 이를 신속히 처리하기 위해서는 차량을 그룹화하여 데이터 수집을 전담하도록 구성하고, 이를 다시 복수로 운영하는 일종의 분산처리 방식을 고려해 볼 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.

Claims (1)

  1. 차량에 탑재되어 상기 차량이 도로를 주행하는 동안에 상기 도로에 존재하는 손상면을 검출하고 검출된 손상면에 연관된 도로 손상 정보 및 위치 정보를 생성하는 도로 손상 검출 장치; 및
    상기 도로 손상 검출 장치로부터 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보를 수신하여 관리하고 상기 도로 손상 정보 및 위치 정보에 기반하여 손상된 도로 복구에 필요한 자원을 산출하는 도로 손상 처리 장치
    를 포함하는 도로 손상 처리 시스템
KR1020140181730A 2014-12-16 2014-12-16 도로 손상 검출 장치 및 도로 손상 처리 시스템 KR20160073492A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113466239A (zh) * 2021-05-14 2021-10-01 安徽优特公路养护科技有限公司 一种道路坑槽病害扫描检测仪和检测车

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