KR20170081137A - 도로 종합 정보 관측 차량 - Google Patents

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KR20170081137A
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최병규
배인환
강형진
하강희
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신공항하이웨이 주식회사
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Abstract

본 발명은 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 도로를 주행하는 차량을 통하여 도로의 기상 상황뿐만 아니라, 노면 상황, 시정 상황을 실시간으로 정확하게 관측할 수 있어, 도로에 관한 다양한 정보를 실시간으로 제공할 수 있게 하는 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원격지의 서버로 도로의 상황을 관측하여 전송하기 위한 도로 종합 정보 관측 차량에 있어서, 차량에 구비되는 통합 기상 센서와, 차량에 구비되는 시정 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

도로 종합 정보 관측 차량{an observation vehicle for total information of road}
본 발명은 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 도로를 주행하는 차량을 통하여 도로의 기상 상황뿐만 아니라, 노면 상황, 시정 상황을 실시간으로 정확하게 관측할 수 있어, 도로에 관한 다양한 정보를 실시간으로 제공할 수 있게 하는 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것이다.
현재 안개, 비, 눈 등으로 인한 도로의 결빙은 동절기 교통사고의 주요원인이 되고 있고, 도로가 결빙되는 경우에는 교통사고로 인한 인명 피해뿐만 아니라, 차량 지체 및 교통 통제로 인하여 시간적, 경제적인 추가 손실이 발생하고 있다.
특히, 도로가 복잡하게 얽혀있고 도로상황에 민감한 도시지역이나, 나무, 산 등으로 인한 음영구간 및 급커브 구간이 많아 운전 시야 확보가 힘든 산악지역에서는 현재의 기상정보 시스템만으로는 운전자가 도로 상태에 즉각적으로 대처하기가 힘들다. 현재의 기상정보 시스템으로는 해당 지역의 대략적인 기상상황만 측정하여 운전자에게 제공하고 있기 때문에 주행 구간 내내 운전자가 서행하면서 주의를 기울이지 않으면 도로 결빙 등에 의한 사고를 사전에 예방할 수 없는 실정이었다.
또한, 현재의 도로 기상정보 시스템은 지역별, 구간별 도로의 안개, 눈, 비 등의 기상상태를 수집하여 운전자에게 제공하고 있기는 하지만 이 역시 지역별 및 구간별 도로 상태에 대한 대략적인 기상정보일 뿐, 도로상에서 어느 특정 구간에 결빙이 형성되어 있고 어느 특정 구간에 수막이 형성되어 있는지와 같은 디테일한 도로 기상정보를 제공하지는 못하고 있다. 현재의 노면 측정 센서와 같은 센서를 이용한 도로 기상정보 수집방법으로도 도로의 모든 구간에 도로상의 기상 상태 정보를 측정할 수는 있겠지만, 이것은 이론일 뿐, 모든 도로 구간 상에 노면측정센서를 설치하는 것은 설치 및 운용비용, 소요되는 인력 등을 고려할 때 실리적으로 불가능한 것이 사실이다.
따라서, 도로의 기상 상태 정보를 실시간으로 운전자 및 기상관제센터에 제공하여, 도로 결빙을 포함한 도로 기상상태에 의한 교통사고를 사전에 예방하고, 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 하는 새로운 도로 기상 수집 시스템이 필요한 실정이다.
그래서, 이러한 요구에 따라 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-1408997호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 차량(20)을 이용한 기상관측 시스템은, 차량에 내장되어 주기적으로 주변의 기상정보를 검출하고 기상상황을 촬영하는 기상관측 장치(10)와, 주행지원 및 충돌방지 센서로서 전방과 좌우 측방 감지용 레이더 장치를 이용하여 도로를 주행하며, 내장된 상기 기상관측 장치(10)에 이동성을 제공하는 차량(20)과, 무선통신으로, 각 지역을 이동하는 차량(20)의 기상관측 장치(10)로부터 기상정보를 수집하여 기상관측 센터(40)에 제공하는 기상 서버(30)와, 상기 기상 서버(30)측으로부터 전달되는 정보를 통계자료 또는 기상관측과 예보자료로서 활용하는 기상관측 센터(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그런데, 한국등록특허 제10-1408997호에 기재된 기술은 실제 도로를 주행하는 차량에 기상관측 장치(10)를 구비하여 각 도로의 기상상황을 실시간으로 수집하기 때문에 정확한 기상 상황을 운전자에게 알려줄 수 있는 장점은 있지만, 도로의 기상 상황에 대한 정보만을 알려주기 때문에 도로의 노면 상황이나 시정 상황에 대한 정보는 여전히 알 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도로를 주행하는 차량에 종합 기상 센서, 노면 센서, 시정 센서를 구비하여, 풍향, 풍속, 기압, 온도, 습도 등의 기상 상황뿐만 아니라, 노면의 온도, 습도, 수막두께, 마찰계수 등의 노면 상황과 목표물을 식별할 수 있는 최대거리인 시정 정보를 확인할 수 있어, 도로에 관한 다양한 정보를 실시간으로 제공할 수 있게 하는 도로 종합 정보 관측 차량를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 도로를 주행하는 차량의 상부에 형성되는 루프랙에 케리어 바를 구비하고 케리어 바의 상부에 설치대를 고정하여, 상기 설치대의 중심부에 메인 지지대를 구비함으로써 통합 기상 센서 및 시정 센서를 견고하게 고정할 수 있고, 케리어 바의 상부에 차량의 후부로 돌출되도록 수평 지지대를 구비하여, 단부에 노면 센서를 견고하게 고정할 수 있게 하여, 운행 중인 차량으로 도로의 다양한 상황을 안정적으로 관측할 수 있게 하는 도로 종합 정보 관측 차량를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
원격지의 서버로 도로의 상황을 관측하여 전송하기 위한 도로 종합 정보 관측 차량에 있어서, 차량에 구비되는 통합 기상 센서와, 차량에 구비되는 시정 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차량의 상부에는 케리어 바가 설치되는 루프랙이 구비되고, 상기 케리어 바에는 중심부에 메인 지지대가 형성되는 설치대가 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 메인 지지대의 상단에는 통합 기상 센서가 설치되고, 상기 메인 지지대의 중심부에는 시정 센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 통합 기상 센서는 백엽상 형상의 케이스 내부에 구비되는 온습도 센서와, 상기 케이스의 상부에 구비되는 기압센서와, 상기 기압센서 상부에 구비되는 풍향 풍속 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 시정 센서는 광선을 조사하는 발신부와, 상기 발신부에서 조사한 광선을 수신하는 제1수신부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차량의 상부에는 케리어 바가 설치되는 루프랙이 구비되고, 상기 케리어 바에는 차량의 후부로 돌출되는 수평 지지대가 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수평 지지대의 단부에는 노면의 온도, 습도, 수막두께, 노면상태, 마찰계수를 측정하기 위한 노면 센서가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노면 센서는 노면의 온습도를 측정하기 위한 온습도 센서와, 광신호를 바닥으로 조사하는 송신부와, 상기 송신부에서 조사하여 반사된 광신호를 수신하는 제2수신부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 설치대의 상면 일측에는 보조 지지대가 구비되고, 보조 지지대의 상단에는 DGPS가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 도로를 주행하는 차량에 종합 기상 센서, 노면 센서, 시정 센서를 구비하여, 풍향, 풍속, 기압, 온도, 습도 등의 기상 상황뿐만 아니라, 노면의 온도, 습도, 수막두께, 마찰계수 등의 노면 상황과 목표물을 식별할 수 있는 최대거리인 시정 정보를 확인할 수 있어, 도로에 관한 다양한 정보를 실시간으로 제공할 수 있게 하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 도로를 주행하는 차량의 상부에 형성되는 루프랙에 케리어 바를 구비하고 케리어 바의 상부에 설치대를 고정하여, 상기 설치대의 중심부에 메인 지지대를 구비함으로써 통합 기상 센서 및 시정 센서를 견고하게 고정할 수 있고, 케리어 바의 상부에 차량의 후부로 돌출되도록 수평 지지대를 구비하여, 단부에 노면 센서를 견고하게 고정할 수 있게 하여, 운행 중인 차량으로 도로의 다양한 상황을 안정적으로 관측할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량을 이용한 기상관측 시스템의 개념도이다.
도 2는 종래의 차량을 이용한 기상관측 시스템의 차량에 설치된 기상관측 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량이 포함된 도로 종합 관측 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 종합 기상 센서의 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 노면센서의 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 시정 센서의 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량이 포함된 도로 종합 관측 시스템의 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 정면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 종합 기상 센서의 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 노면센서의 개념도이고, 도 8은 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 시정 센서의 개념도이고, 도 9는 본 발명에 따른 도로 종합 정보 관측 차량의 블럭도이다.
본 발명은 원격지에 있는 서버(100)로 도로의 다양한 정보를 관측하여 전송하기 위한 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것으로 도 3에 도시된 바와 같이 도로를 주행하는 각 차량(200)에 설치되어 도로의 기상 상황, 노면 상황, 시정 상황에 대한 정보를 관측한 후, 원격지에 있는 서버(100)로 해당 관측한 정보를 전송하게 되며, 서버(100)는 실시간으로 수집된 도로의 정보를 각 도로에 설치된 전광판(910)이나 운전자가 휴대하고 있는 DMB(920)로 대응되는 정보를 전송함으로써, 각 도로의 상황에 맞게 운전자가 용이하게 대처하도록 한다.
여기서, 본원 발명의 도로 종합 정보 관측 차량은 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이 그 구성은 도로를 주행하는 차량(200)과 상기 차량(200)의 상부에 구비되는 통합 기상 센서(400) 및 시정 센서(600)로 이루어진다.
그리고, 상기 차량(100)의 상부에는 루프랙(210)이 구비되고, 상기 루프랙(210)에는 일정간격으로 케리어 바(220)가 구비되는데, 상기 케리어 바(220)에는 설치대(300)가 고정설치된다.
이때, 상기 설치대(300)는 판형상으로 형성되고, 상기 설치대(300)의 하면에는 'ㄷ'자 형상으로 형성되는 제1고정부재(302)가 형성되어, 상기 케리어 바(220)의 상부가 삽입되게 되며, 상기 제1고정부재(302)의 하부에는 'ㄷ'자 형상으로 형성되는 제2고정부재(304)가 구비되어 나사 결합으로 제1고정부재(302)에 고정결합됨으로써, 설치대(300)를 케리어 바(220)에 견고하게 고정하게 된다.
한편, 상기 설치대(300)의 중심부에는 메인 지지대(310)가 상부로 돌출되도록 형성되는데, 상기 메인 지지대(310)의 상단에는 통합 기상 센서(400)가 설치되고, 상기 메인 지지대(310)의 중심부에는 시정 센서(600)가 설치된다.
여기서, 상기 통합 기상 센서(400)의 하단에는 브라켓(440)이 형성되고, 상기 브라켓(440)에는 봉 형상으로 형성되는 메인 지지대(310)에 고정하기 위한 'U'자 형상의 고정부재(442)가 나사 결합으로 고정됨으로써, 용이하게 통합 기상 센서(400)를 착탈할 수 있게 된다.
이때, 상기 통합 기상 센서(400)는 상기 브라켓(440)의 상부에 케이스(410)가 구비되는데, 상기 케이스(410)는 백엽상 형상으로 형성되어 외부에서 조사되는 햇빛이 내부로 유입되는 것을 방지하게 됨으로서, 내부에 구비되는 온습도 센서(미도시)가 정확하게 측정할 수 있게 한다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(410)의 상부에는 기압을 측정하기 위한 기압센서(430)가 구비되고, 상기 기압센서(430)의 상부에는 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 풍향 풍속 센서(420)가 구비된다.
여기서, 상기 기압센서(430)는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술이 적용되어 정확한 기압을 측정을 가능하게 하며, 상기 풍향 풍속 센서(420)의 내부에는 전자나침반(미도시)이 구비되어 정확한 풍향 및 풍속을 측정할 수 있게 된다.
또한, 상기 풍향 풍속 센서(420)의 내부에는 히터가 구비됨으로써, 날씨가 추운 겨울에도 각 구성들이 안정적으로 작동하도록 하여 겨울에도 신뢰성 있는 데이터를 얻을 수 있게 된다.
한편, 상기 케이스(410)에는 강제 통풍을 위한 팬(미도시)이 구비되어, 외부의 상황과 케이스(410) 내부의 상황을 동일하게 유지할 수 있으며, 상기 케이스(410)는 백엽상 형상으로 형성되어 직사광선의 영향을 최소화 함으로써, 정확한 온도 및 습도를 측정할 수 있게 된다.
여기서, 상기 온습도센서 중 온도 센서는 온도가 증가할수록 저항이 감소하는 NTC방식으로 측정하게 되며, 습도 센서는 정전용량식 고분자막을 이용하여 측정하게 된다.
한편, 상기 시정 센서(600)는 전방산란 방식의 반사율을 측정하는 방식으로 측정하게 되는데, 도 7에 도시된 바와 같이 서로 마주보게 형성되어 광선을 조사하는 발신부(620)와 상기 발신부(620)에서 조사한 광선을 수신하는 제1수신부(630)로 이루어진다.
여기서, 상기 발신부(620)에서 조사한 적외선 광선은 공기중에 분포된 미립자에 의해 산란되어 상기 수신기(630)에 전달되는 양이 줄어들게 되는데, 이렇게 줄어든 양에 따라 시정거리를 결정하게 된다.
이때, 상기 시정 센서(600)의 하부에는 메인 지지대(310)에 고정하기 위한 고정 브라켓(610)이 구비된다.
한편, 상기 차량(200)의 상부에는 케리어 바(220)가 설치되는 루프랙(210)이 구비되는데, 상기 케리어 바(220)에는 수평 지지대(330)가 차량(200)의 후부로 돌출되도록 고정 설치된다.
여기서, 상기 수평 지지대(330)의 하부에는 'ㄷ'자 형상으로 형성되는 제1,2고정부재(334,336)으로 이루어지는 클램프(332)가 구비되어, 상기 루프랙(220)에 견고하게 고정되게 된다.
이때, 상기 수평 지지대(330)의 후단에는 노면 센서(500)가 구비되는데, 상기 노면 센서(500)는 바닥을 향하도록 설치되어, 노면의 온도, 습도, 수막두께, 노면 상태, 마찰계수를 측정하게 된다.
한편, 상기 노면 센서(500)는 도 8에 도시된 바와 같이, 노면의 온도와 습도를 측정하기 위한 온습도센서(540) 및 파이로미터(530)와 바닥으로 광신호를 조사하는 송신부(520)와 상기 송신부(520)에서 조사되어 바닥에서 반사된 광신호를 수신하는 제2수신부(510)로 이루어진다.
여기서, 상기 송신부(520)는 4개의 렌즈가 구비되고, 상기 제2수신부(510)는 2개의 렌즈가 구비되는데, 노면 센서(500)는 상기 제2수신부(510)에서는 수신된 광신호를 분석하여 노면에 형성된 수막의 두께와 노면의 상태 및 마찰계수를 판단하게 된다.
그리고, 상기 설치대(300)의 상면 일측에는 보조 지지대(320)가 구비되는데, 상기 보조 지지대(320)의 상단에는 DGPS(700, Differential GPS)가 구비된다.
여기서, 상기 DGPS(700)는 비콘 스테이션의 보정 데이터와 SBAS(Satellite Based Augmentation system)의 보정 데이터를 수신함으로써 더욱 정확한 측정을 가능하게 한다.
한편, 일반적인 GPS가 인공위성으로부터 수신하는 정보는 오차를 가지게 되며, 서로 인접한 거리에 두 수신기가 위치할 경우에는 두 수신기는 비슷한 오차를 갖게 되는데, 상기 DGPS(Differential GPS)기술은 이러한 두 수신기가 가지는 공통의 오차를 서로 상쇄시킴으로써, 보다 정밀한 데이터를 얻을 수 있게 된다.
그래서, 정확한 위치정보를 알 수 있으며 해당 차량(200)이 측정한 도로의 다양한 정보를 정확한 위치와 매칭시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 차량(200)의 내부에는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 통합 기상 센서(400), 노면 센서(500), 시정 센서(600)에서 측정한 정보를 처리하기 위한 처리장치(800)가 구비되는데, 상기 처리장치(800)는 각 센서(400,500,600)에서 측정한 정보를 저장하기 위한 저장부(820)와 각 정보를 가공하여 화면으로 출력하기 위한 디스플레이부(830)와 각 정보를 원격지에 위치한 서버(100)로 전송하기 위한 통신모듈(810)로 이루어진다.
이때, 상기 처리장치(800)의 통신모듈(810)을 통하여 서버(100)에서 수신한 정보는 서버(100)와 통신으로 연결되는 각 도로에 구비되는 전광판(910)이나 각 운전자가 구비하고 있는 DMB(920)로 전송되어 운전자가 미리 도로 상황에 미리 예방하여 사고를 방지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 도로를 주행하는 차량을 통하여 도로의 기상 상황뿐만 아니라, 노면 상황, 시정 상황을 실시간으로 정확하게 관측할 수 있어, 도로에 관한 다양한 정보를 실시간으로 제공할 수 있게 하는 도로 종합 정보 관측 차량에 관한 것이다.
100 : 서버 200 : 차량
300 : 설치대 400 : 통합 기상 센서
500 : 노면 센서 600 : 시정 센서
700 : DGPS 800 : 처리장치

Claims (1)

  1. 원격지의 서버로 도로의 상황을 관측하여 전송하기 위한 도로 종합 정보 관측 차량에 있어서,
    차량에 구비되는 통합 기상 센서와,
    차량에 구비되는 시정 센서를 포함하여 이루어지고,
    상기 통합 기상 센서는 백엽상 형상의 케이스 내부에 구비되는 온습도 센서와, 상기 케이스의 상부에 구비되는 기압센서와, 상기 기압센서 상부에 구비되는 풍향 풍속 센서로 이루어지며,
    상기 시정 센서는 광선을 조사하는 발신부와, 상기 발신부에서 조사한 광선을 수신하는 제1수신부로 이루어지고, 상기 발신부에서 조사한 적외선 광선은 공기중에 분포된 미립자에 의해 산란되어 상기 제1수신부에 전달되는 양이 줄어들게 되고, 이렇게 줄어든 양에 따라 시정거리를 결정하며,
    상기 차량의 상부에는 케리어 바가 설치되는 루프랙이 구비되고, 상기 케리어 바에는 차량의 후부로 돌출되는 수평 지지대가 고정 설치되며,
    상기 수평 지지대의 단부에는 노면의 온도, 습도, 수막두께, 노면상태, 마찰계수를 측정하기 위한 노면 센서가 구비되고,
    상기 노면 센서는 노면의 온습도를 측정하기 위한 온습도 센서와, 광신호를 바닥으로 조사하는 송신부와, 상기 송신부에서 조사하여 반사된 광신호를 수신하는 제2수신부로 이루어지고, 상기 제2수신부에서는 수신된 광신호를 분석하여 노면에 형성된 수막의 두께와 노면의 상태 및 마찰계수를 판단하며,
    상기 차량의 내부에는 상기 통합 기상 센서, 노면 센서, 시정 센서에서 측정한 정보를 처리하기 위한 처리장치가 구비되되, 상기 처리장치는 통합 기상 센서, 노면 센서, 시정 센서에서 측정한 정보를 저장하기 위한 저장부와 각 정보를 가공하여 화면으로 출력하기 위한 디스플레이부와 각 정보를 원격지에 위치한 서버로 전송하기 위한 통신모듈로 이루어지고,
    상기 케리어 바에는 중심부에 메인 지지대가 형성되는 설치대가 고정 설치되며,
    상기 메인 지지대의 상단에는 통합 기상 센서가 설치되고, 상기 메인 지지대의 중심부에는 시정 센서가 설치되며,
    상기 설치대의 상면 일측에는 보조 지지대가 구비되고, 보조 지지대의 상단에는 DGPS가 설치되는 것을 특징으로 하는 도로 종합 정보 관측 차량.
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