KR20170119914A - 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법 - Google Patents

사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20170119914A
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Abstract

본 발명은 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 레이더 장치를 이용한 차량 모니터링 방법에 있어서, 상기 레이더 장치는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사하는 단계, 상기 레이더 신호를 통하여 상기 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지하는 단계, 상기 근거리 감지 영역에서 상기 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되지 않은 경우 상기 차량에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 레이더 센서의 자체적인 시야 한계나 외부 환경적인 요인으로 발생하는 사각지역 내에 차량 위치를 능동적으로 예측하고 사고의 발생 유무 탐지의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 장치는 사고 발생한 경우에 예상되는 차량의 위치를 제공하므로 사고 수습 시 구조 및 탐색 시간을 줄일 수 있다.

Description

사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법{RADAR APPARATUS FOR MONITORING A VEHICLE TRAVELING THE BLIND SPOT AND METHOD THEREOF}
본 발명은 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이더 장치의 내부적 요인 및 외부 환경적인 요인으로 발생하는 사각지대의 존재를 확인하고 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근에는 자동차 교통사고의 예방과 대응을 위해 실시간으로 차량의 흐름과 통행량을 모니터하고 사고 발생시 정확한 사고 원인과 현장 상황을 분석하기 위해 CCTV, 온도, 연기, 루프 센서 등을 이용한 감지 센서를 활용하고 있다.
그러나, CCTV의 경우에는 안개, 강우, 낮은 조도 상황에서는 정확한 확인이 어려우며, 이와 같은 상황에서는 감시 대상의 거리 및 속도 정보의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한 노면 내 루프 센서 등은 추가적인 시공비용의 증가와 유지보수의 어렵다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 차량용 레이더 시스템을 이용하여 실시간으로 주변 차량의 이동 상태를 모니터링하는 기술이 연구되고 있다. 특히, 차량의 전/후/좌/우에 장착하여 차선 변경시 사각지대 확인하거나 전방 장애물 확인을 하는 용도로 활용되고 있다.
그러나 이러한 기술은 모두 레이더 자체에서 설정된 시야각으로 발생되는 사각지대나 외부적인 환경 요인으로 발생되는 사각지대에서 주행하는 차량을 모니터링하는 기술을 포함하고 있지 않다는 문제점이 있다.
그러므로, 레이더 센서 내부 도는 외부적인 요인으로 발생하는 사각지대에서도 차량을 모니터링할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1178779호(2012.09.07 공고)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레이더 장치의 내부적 요인 및 외부 환경적인 요인으로 발생하는 사각지대의 존재를 확인하고 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하기 위한 레이더 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 레이더 장치를 이용한 차량 모니터링 방법에 있어서, 상기 레이더 장치는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사하는 단계, 상기 레이더 신호를 통하여 상기 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지하는 단계, 상기 근거리 감지 영역에서 상기 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되지 않은 경우 상기 차량에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
상기 레이더 장치가 제1 발사각의 각도로 레이더를 발사하는 경우 상기 근거리 감지 영역이 생성되고, 상기 레이더 장치가 제2 발사각의 각도로 레이더를 발사하는 경우 상기 원거리 감지 영역이 생성되며, 상기 제1 발사각은 상기 제2 발사각보다 넓은 각도 범위를 가질 수 있다.
상기 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 시점에서의 상기 차량의 주행 속도를 측정하는 단계, 기 저장된 차량 추적 테이블을 이용하여 상기 측정된 주행 속도에 따른 상기 기준 시간을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기준 시간을 결정하는 단계는, 상기 제2 발사각의 각도, 상기 주행 차량의 가속도, 탐지 시간, 탐지 거리, 제1 시점에서의 차선 번호, 진행방향 중에서 적어도 하나를 더 이용하여 상기 기준 시간을 결정할 수 있다.
상기 제1 시점과 상기 원거리 영역에서 상기 차량이 최초로 감지된 제2 시점 사이의 시간 차를 이용하여 상기 차량의 사각지대에서의 주행 속도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
사각지대가 발생한 것으로 판단되거나, 주행 차량에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 외부의 관제 서버로 알리고 차량 추적 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
특정 시간대이거나 감지되는 차량의 대수가 임계값 이상인 경우, 제1 시간 동안 상기 근거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수를 기록하고 기준 시간 후에 상기 제1 시간 동안 원거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수와 비교하여, 근거리 감지 영역에서의 감지된 차량 대수가 더 많으면 상기 사각지대에서 사고가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치는 터널 내부에 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사하는 발사부, 상기 레이더 신호를 통하여 상기 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지하는 감지부, 상기 근거리 감지 영역에서 상기 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되었는지 여부를 판단하는 제어부, 그리고 상기 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되지 않은 경우 상기 차량에 이상이 발생한 것으로 판단하는 판단부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 레이더 센서의 자체적인 시야 한계나 외부 환경적인 요인으로 발생하는 사각지역 내에 차량 위치를 능동적으로 예측하고 사고의 발생 유무 탐지의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 장치는 사고 발생한 경우에 예상되는 차량의 위치를 제공하므로 사고 수습 시 구조 및 탐색 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치가 설치된 터널의 내부를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 차량 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 근거리 및 원거리 감지 영역간의 사각지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 센서간의 사각지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 레이더 센서에서 발생하는 사각지대를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치가 설치된 터널의 내부를 나타낸 예시도이다.
도 1과 같이 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치(200:200-1,200-2,...,200-n)는 레이더 신호를 발사하여 각각의 탐지 영역에 위치하는 차량(100:100-1,100-2,...,100-n)을 탐지한다. 그리고 각각의 레이더 장치(200)는 네트워크를 통해 감지된 차량 추적 정보, 사각지대 존재 여부, 레이더 탐지 영역의 변화등과 같은 정보를 공유하거나 관제 서버(300)에 전달할 수 있다.
도 1에서와 같이, 레이더 장치(200)는 보통 2.5~3m 높이의 터널 내부 천정 또는 벽면에 설치될 수 있으며, 일반 도로변의 경우는 갓길 노면에 설치되어 차량(100)의 진행방향을 모니터링할 수 있다. 레이더 장치(200)가 터널 내에 설치될 때에는 터널 내 천장에서부터 약 5도 정도로 아래를 향해 기울여 장착되며, 카메라(400)의 설치 위치 및 각도도 유사하도록 설치할 수 있다.
레이더 장치(200)는 차량 외에 주변 가로수, 가로등, 전봇대 등 다른 장애물을 차량으로 오인식하지 않도록 특정 임계 시간 이상 지속적으로 탐지가 되고 특정 도로폭, 차선폭 이하에 위치할 경우만 차량으로 인식하여 추적할 수 있도록 한다.
그리고 레이더 장치(200)가 탐지하여 생성되는 데이터는 실시간으로 유선 또는 무선 네트워크를 이용하여 관제 서버(300)의 데이터 베이스에 저장되며, 여기서 무선 네트워크는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), 와이브리(Wibree)를 포함하는 근거리 무선 통신 네트워크와 Wi-Fi, LTE 등을 나타내는 원거리 무선 통신 네트워크를 이용할 수 있으며, 특정 방식에 국한되지 않는다.
도 1과 같이, 복수의 레이더 장치(200)는 네트워크(Network)를 통해 감지된 차량 추적 정보를 관제 서버(300)에 전달하고, 별도로 설치된 카메라(400)는 촬영된 영상을 관제 서버(300)에 전달한다.
관제 서버(300)는 레이더 장치(200), 카메라(400)로부터 수신한 차량 추적 정보 및 영상을 데이터 베이스에 저장할 수 있다. 그리고 관제 서버(300)는 레이더 장치로부터 사각지대 존재 또는 주행 차량에 이상이 발생한 것으로 판단되는 메시지를 받으면, 특정 기관에 해당 메시지를 전달할 수 있다.
관제 서버(300)는 복수의 레이더 장치(200)와 복수의 카메라(400)의 위치에 대한 정보를 가지고 있으며, 레이더 장치(200)마다의 탐지 영역에 대한 정보를 분석하여 별도로 레이더 장치(200)간에 발생할 수 있는 사각지대의 존재를 확인할 수 있다.
관제 서버(300)는 사각지대의 존재를 확인하면, 사각지대와 인접한 영역을 감지하는 레이더 장치(200)들로부터 수신한 차량 추적 정보를 바탕으로 실시간으로 사각지대를 진입 또는 진출하는 차량의 대수를 확인할 수 있고 사각지대 내에 존재할 것으로 예상되는 차량의 대수와 위치를 추정할 수 있다.
그리고 관제 서버(300)는 일정 시간 동안 사각지대를 진입 또는 진출하는 차량의 대수가 동일 범위에 있지 않으면 사각지대에 사고가 발생했다고 판단하고 카메라(400)로부터 수신한 촬영 화면과 함께 관련 기관에 전달할 수 있다.
즉, 차량이 급증하여 레이더 장치(200)가 차량 추적 정보를 처리하는 데 오버헤드가 발생할 확률을 감지하면, 실시간으로 감지되는 차량 추적 정보를 관제 서버(300)로 전송하고, 관제 서버(300)는 수신된 차량 추적 정보를 이용하여 사각지대를 주행하는 차량의 모니터링을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 구성도이다.
도 2와 같이 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치(200)는 발사부(210), 감지부(220), 제어부(230), 이상 발생 판단부(240)를 포함하며, 사각지대 판단부(250), 사각지대 속도 측정부(260), 통신부(270)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 발사부(210)는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사한다. 발사부(210)는 제1 발사각으로 레이더를 발사하면 근거리 감지 영역이 생성되고 제2 발사각으로 레이더를 발사하면 원거리 감지 영역이 생성될 수 있다. 이때, 제1 발사각은 제2 발사각보다 넓은 각도 범위를 가지도록 설정할 수 있다.
감지부(220)는 레이더 신호를 통하여 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지한다. 이때, 감지부(220)는 감지된 차량의 추정 정보를 생성할 수 있다. 감지된 차량의 추적 정보는 기 저장된 차량 추적 테이블에 저장되는 데, 각각의 차량에 대해 ID, 탐지시간, 탐지거리, 속도, 가속도, 위치(위도, 경도), 진행방향을 포함할 수 있다.
제어부(230)는 근거리 감지 영역에서 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 원거리 감지 영역에서 차량이 감지되었는지 여부를 판단한다. 여기서, 근거리 감지 영역이란, 레이더 센서가 제1 발사각 이상의 각도로 레이더를 발사하는 경우 근거리 감지 영역이 생성되며, 원거리 감지 영역이란 레이더 센서가 제2 발사각 이하의 각도로 레이더를 발사하는 경우 원거리 감지 영역이 생성될 수 있다.
제어부(230)는 기 저장된 차량 추적 테이블을 이용하여 감지된 차량의 주행 속도에 따른 기준 시간을 결정하거나 제2 발사각의 각도, 주행 차량의 가속도, 탐지 시간, 탐지 거리, 제1 시점에서의 차선 번호, 진행방향 중에서 적어도 하나를 더 이용하여 각각의 개별 차량에 대해 기준 시간을 설정할 수 있다.
또는 제어부(230)는 특정 시간대이거나 실시간으로 감지되는 차량의 대수가 임계값 이상인 경우, 개별 차량에 대한 기준 시간을 설정하지 않고 일정시간 동안 사각지대 직전에 감지되는 차량의 대수와 임계 시간이 지난 후 일정 시간 동안 사각지대를 통과한 후 감지되는 차량의 대수를 카운팅할 수 있다.
여기서, 임계 시간은 차량의 평균 통행 속도와 통행량 등을 연산하여 설정하는 시간으로 사각지대를 통과하는 차량들의 평균 소요 시간을 나타낸다. 즉, 제어부(230)는 일정 시간 동안 차량이 사각지대를 통과하는 시간을 측정하여 그 평균값을 임계 시간으로 설정할 수 있고, 기 설정된 평균 소요 시간을 임계 시간으로 설정할 수 있다.
이상 발생 판단부(240)는 근거리 감지 영역에서 감지된 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점에서 기준 시간 내에 원거리 감지 영역에서 감지 되지 않은 경우 차량에 이상이 발생한 것으로 판단한다.
그리고 이상 발생 판단부(240)는 일정 시간 동안 근거리 영역 내에서 마지막 시점(제1 시점)에서 감지된 차량의 대수(N_근거리)와 임계 시간이 지난 후 일정 시간 동안 원거리 영역에서 최초로 감지된 시점(제2 시점)에서의 차량의 대수(N_원거리)를 비교하여 차량의 대수(N_근거리)가 차량의 대수(N_원거리)보다 큰 값을 가지는 경우 사각지대에 사고가 발생하였다고 판단할 수 있다.
사각지대 판단부(250)는 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 판단한다. 사각지대 판단부(250)는 레이더 센서 시야각의 한계에 따른 사각지대보다 외부의 영향으로 발생하는 사각지대의 존재를 판단한다.
사각지대 판단부(250)는 일시적인 장애물 또는 우천이나 농연 등의 외부적인 요인에 의해서 물리적 신호의 전파가 감쇄되어 탐지 거리가 짧아지거나 기존의 탐지 영역 내에서 일부분이 탐지되지 않는 경우에 사각지대의 발생을 판단할 수 있다.
속도 측정부(260)는 근거리 영역에서 마지막으로 감지된 제1 시점과 원거리 영역에서 최초로 감지된 제2 시점 사이의 시간 차를 이용하여 해당 차량의 사각지대에서의 주행 속도를 측정한다.
즉, 속도 측정부(260)는 과속 및 차선 변경이 금지된 터널 등과 같은 구역에서 발생하는 사각지대에서도 단속 차량을 구별할 수 있도록 주행 속도를 측정할 수 있다.
통신부(270)는 사각지대가 발생한 것으로 판단되거나 주행 차량에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 외부의 관제 서버(300)에 메시지를 전달하고 차량 추적 정보를 전송한다. 그리고 통신부(270)는 기존의 레이더 탐지 거리가 짧아지는 경우, 특정 임계 시간 이상으로 지속되면, 일정 시간 동안의 생성한 차량 추적 테이블을 차량의 주행 방향 쪽으로 위치하는 레이더 장치(200)에 전달할 수 있다.
통신부(270)는 주행 차량에 이상이 발생하거나 사각지대에 사고가 발생한 것으로 판단하면 관련 도로 또는 터널 관리자에게 경고 메시지를 전송할 수 있고, 속도 측정부(260)로부터 측정된 주행 속도 중에서 일정 기준 이상인 차량에 대한 차량 추적 정보를 관련 기관에 전달할 수 있다.
이하에서는 도 3을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 차량 모니터링 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 차량 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 레이더 장치(200)는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더를 발사한다(S310).
여기서, 근거리 감지 영역은 레이더 장치(200)가 제1 발사각(예를 들어, -45도 내지 +45도의 범위)으로 레이더를 발사하는 경우 생성되는 감지 영역을 의미하고, 원거리 감지 영역은 레이더 장치(200)가 제2 발사각(예를 들어 -10도 내지 +10도의 범위) 이하로 레이더를 발사하는 경우 생성되는 감지 영역을 의미한다.
다음으로 레이더 장치(200)는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 포함되지 않는 사각지대가 존재하는지 확인한다(S320).
레이더 장치(200)는 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계 시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로 레이더 장치(200)는 레이더 신호를 통하여 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량(100)을 감지한다(S330).
레이더 장치(200)는 차량을 감지할 때 기 저장된 차량 추적 테이블에 저장되는 차량 추적 정보도 함께 측정되며, 일정 시간 동안 감지되는 차량의 대수를 카운트할 수 있다.
그리고 레이더 장치(200)는 기 저장된 차량 추적 테이블을 이용하여 기준 시간을 설정한다(S340).
여기서 차량 추적 테이블은 레이더 센서에서 차량(100)을 감지하면 생성되는 차량 추적 정보를 저장하는 테이블로 차량(100)의 ID, 탐지 시간, 탐지 거리, 속도, 가속도, 위치(위도, 경도), 진행 방향 중에서 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 레이더 장치(200)는 차량 추적 테이블에 각 차량(100)의 현재 속도와 가속도, 진행 방향 정보를 기반으로 T 초 후 예상 좌표를 추정하여 함께 저장할 수 있다.
이와 같은 차량 추적 테이블을 이용하여 레이더 장치(200)는 해당 차량(100)이 사각지대를 통과하는 데 소요되는 기준 시간을 설정할 수 있고, 또는 일정 시간 동안의 복수의 차량이 사각지대를 통과하는데 평균적으로 소요되는 시간을 기준 시간으로 설정할 수 잇다.
다음으로 레이더 장치(200)는 차량(100)이 근거리 감지 영역에서 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 원거리 감지 영역에서 해당 차량(100)이 감지되었는지 여부를 확인한다(S350).
레이더 장치(200)는 기준 시간 내에 해당 차량(100)이 감지되지 않으면 해당 차량(100)에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S360).
일반적으로 차량이 계속 직진함을 가정하므로, 근거리 감지 영역에서 감지된 차량(100)은 일정 시간 후에 원거리 탐지 영역에서 다시 탐지되는 것이 정상이다. 그러므로, 레이더 장치(200)는 해당 차량(100)이 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 다시 원거리 감지 영역에서 감지되지 않으면 해당 차량(100)에 사고가 발생하였거나 이상이 발생하였다고 판단할 수 있다.
레이더 장치(200)는 해당 차량(100)에 이상이 발생한 것으로 판단하면, 관제 서버(300)로 이상 발생 메시지를 전송하고 해당 차량(100)에 대한 차량 추적 정보를 전달할 수 있다. 그리고 도로 또는 터널 관리자와 같은 관련 기관에 메시지를 전달할 수 있다.
여기서 레이더 장치(100) 또는 관제 서버(300)가 해당 도로 또는 터널 관리자에게 전달하는 경고 메시지는 대상 차량의 ID, 현재 시간, 예상 위치 등을 포함하며 카메라(400)와 연동되어 있는 경우, 차량을 촬영한 촬영영상을 포함할 수 있다.
한편, 레이더 장치(200)는 주행하는 차량이 많아지는 시간대를 설정하거나 감지되는 차량의 대수가 임계값 이상인 경우, 제1 시간 동안 근거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수와 기준시간이 지난 후 제1 시간 동안 원거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수를 비교하여 사각지대에서 사고 발생 여부를 판단할 수 있다.
예를 들면, 2분동안 근거리 탐지 영역에서 감지된 차량이 20대라면, 사각지대를 통과하는데 소요되는 시간인 기준 시간이 지난 후, 2분 동안 원거리 탐지 영역에서 감지된 차량이 앞서 감지된 차량 대수인 20대 보다 적으면, 레이더 장치(200)는 사각지대에서 사고가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
다만, 원거리 탐지 영역에서 감지된 차량이 20대보다 더 많으면, 사고가 발생했다고 판단하지 않으며, 이는 기준 시간 내에 다른 차량이 과속으로 사각지대를 통과하여 원거리 탐지 영역에 감지되었다는 의미이므로, 다음 2분 동안의 차량 대수 비교에서는 원거리 탐지 영역에서 감지된 차량의 대수가 근거리 탐지 영역에서 감지된 차량의 대수보다 적어도 사고가 발생한 것으로 판단하지 않을 수 있다.
그리고 레이더 장치(200)는 근거리 감지 영역에서 마지막으로 감지된 제1 시점과 원거리 감지 영역에서 차량(100)이 최초로 감지된 제2 시점 사이의 시간 차를 이용하여 사각지대에서의 차량(100)의 주행 속도를 측정할 수 있다. 또한 레이더 장치(200)는 차선 변경, 추월이 금지된 터널과 같은 구간에서 해당 차량(100)이 단속 대상에 해당되는 지 예측할 수 있다. 즉, 사각지대를 통과하는 차량의 진입, 진출 순서가 뒤바뀌거나 차량의 차량 추적 정보를 이용하여 특정 시간 내에 추월 가능 여부를 예측할 수 있다.
이와 같은 단속 차량 예측은 레이더 장치(200)뿐 아니라 관제 서버(300)에서도 예측이 가능하다.
한편, S320 단계에서 사각지대가 존재하지 않거나 S350 단계에서 해당 차량(100)이 제1 시점으로부터 기준 시간 내로 원거리 감지 영역에서 감지되는 경우, 사각지대에 주행하는 차량에 이상이 발생하지 않은 것으로 판단한다.
그리고 레이더 장치(200)는 차량 추적 테이블에 저장된 차량 추적 정보를 별도의 관제 서버(300)에 전달할 수도 있고 감지된 차량(100)이 레이더 센서의 최대 탐지 거리인 약 200m를 벗어나면, 해당 차량(100)에 대한 차량 추적 정보를 삭제할 수 있다. 이때, 레이더 장치(200)가 정보를 삭제하는 시간은 도로 내 차량(100)의 평균 속도를 기반으로 조정될 수 있으며, 추후에 사용자에 의해 용이하게 설정 변경 가능하다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치의 근거리 및 원거리 감지 영역간의 사각지대를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 레이더 장치(200)의 측정 범위를 도시한 것으로, 제1 발사각(예를 들어, -45도 내지 +45도의 범위)에 대응하는 근거리 영역은 60m 거리까지 탐지가 가능하며, 제2 발사각(예를 들어 -10도 내지 +10도의 범위)에 대응하는 원거리 영역은 100m 거리까지 탐지가 가능하다. 이때, 단일 차선 내의 범위는 대부분 탐지가 가능하지만, 도 4a와 같이 사각지대가 발생한다.
레이더 장치(200)는 보편적으로 76~77GHz 대역을 사용하며, 도 4a와 같이 근거리 탐지 범위와 원거리 탐지 범위를 독립적으로 추적할 수 있는 2가지 탐지 인터페이스를 가진다. 그러므로 레이더 장치(200)는 두 인터페이스의 신호를 별도로 추출하고 연산할 수 있으며, 근거리 감지 영역과 원거리 감지 영역에 따라 각각의 차량 추적 테이블을 구성할 수 있다.
도 4a에서와 같이, 레이더 장치(200)가 제1 발사각(-45도 내지 +45도의 범위)으로 레이더를 발사하는 경우, 부채꼴 모양의 근거리 감지 영역이 생성되고 제2 발사각(-10도 내지 +10도의 범위)으로 레이더를 발사하는 경우 원거리 감지 영역이 생성된다.
레이더 장치(200)는 근거리 탐지 영역에서 실시간으로 감지된 차량(100)의 주행 정보에 대해 기 설정된 차량 추적 테이블에 저장하는 데, 차량 추적 테이블에 저장되는 탐지 시간, 탐지 거리, 속도, 가속도, 위치(위도, 경도), 진행방향 정보는 레이더 센서 자체에서 제공되는 정보로 기 공지된 기술에 해당함으로 자세한 설명은 생략한다.
도 4a에서 t0 시점은 근거리 감지 영역에서 마지막으로 차량(100)이 감지되는 시점이고, t2 시점은 원거리 감지 영역에서 최초로 차량(100)이 감지되는 시점을 나타낸다.
레이더 장치(200)는 원거리 탐지 영역에서 최초로 감지되는 t2 시점에서 차량(100)을 감지하면, 근거리 탐지 영역에서의 차량 추적 테이블과 동일한 구조로 차량 추적 테이블을 구성한다.
그리고 레이더 장치(200)는 근거리 탐지 영역의 차량 추적 테이블과 원거리 탐지 영역의 차량 추적 테이블을 비교하여 해당 차량이 사각지대를 통과하는 데 소요되는 기준 시간 내로 진입하였는지를 확인할 수 있다.
도 4a에서 레이더 장치(100)는 t0 시점에 차량(100)을 마지막으로 감지되면 차량(100)이 사각지대를 통과하는 데 소요될 것으로 예상되는 기준 시간을 예측하고, 실제 차량(100)이 감지된 t2 시점을 비교할 수 있다.
일반적으로 근거리 탐지 영역에서 먼저 탐지된 차량이 원거리 탐지 영역에서도 먼저 탐지될 확률이 높으나, 레이더 장치(200)는 레이더 센서를 통해 측정된 각 개별 차량의 속도 및 가속도 정보를 이용하여 진입하는 순서와 진출하는 순서가 다를 것이라고 예측되면, 예측된 순서에 따라 차량 추적 테이블내의 차량 ID 순서를 조정하여 비교할 수 있다.
다음으로 도 4b는 레이더 장치(200)가 제1 발사각 범위를 동일하게 유지한 상태에서 제2 발사각의 범위를 -10도 내지 +10도로 설정한 경우와 -8도 내지 +8도의 범위로 설정한 경우를 비교하기 위한 예시도이다.
그러면, 도 4b와 같이, 제2 발사각의 범위를 -8도 내지 +8도로 설정한 경우가 -10도 내지 +10도의 범위로 설정한 경우에 비하여 사각지대의 영역이 빗금 친 부분만큼 증가하는 것을 알 수 있다.
도 4b에서 보면, 제2 발사각의 범위를 -10도 내지 +10도로 설정한 경우, 레이더 장치(200)는 제1 시점인 t0에서 차량(100)을 감지하고 원거리 감지 영역에서 최초로 감지되는 제2 시점인 t2에서 차량(100)을 감지한다. 한편 제2 발사각의 범위가 -8도 내지 +8도로 설정한 경우에는 레이더 장치(200)는 원거리 감지 영역에서 최초로 감지되는 제2 시점인 t3에서 차량(100)을 감지한다.
이처럼 원거리 감지 영역에서 최초로 감지되는 제2 시점이 t2 시점에서 t3 시점으로 늘어 난 것을 알 수 있다.
즉, 제2 발사각의 범위가 작을수록 근거리 감지 영역과 원거리 감지 영역간의 사각지대의 길이가 길어지므로 그에 따라 사각지대를 통과하는 데 소요되는 시간이 더 많아진다.
이처럼 레이더 장치(200)의 제1 발사각의 설정 각도가 고정된 경우, 제2 발사각의 각도 범위에 따라 사각지대의 길이도 달라지므로 레이더 장치(200)가 각 개별 차량의 사각지대를 통과하는데 소요되는 기준 시간을 설정할 때, 레이더 센서의 제2 발사각의 각도를 고려할 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 통하여 레이더 센서간에 또는 레이더 센서의 감지 영역 내에서 발생하는 사각지대를 설명하고, 사각지대를 주행하는 차량을 모니터링하는 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 센서간의 사각지대를 설명하기 위한 도면이고, 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 레이더 센서에서 발생하는 사각지대를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치(200)는 레이더 센서 자체의 탐지 범위에 따른 사각지대가 존재하는 경우, 사각지대를 감지하기 전에 기 설정할 수도 있고 또는 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계 시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
먼저, 도 5를 보면, 레이더 장치(Radar 1:200-1)과 레이더 장치(Radar 2:200-2)의 탐지 영역 사이에 사각지대가 발생한 것으로 가정한다. 이와 같은 사각지대는 설계의 오류로 발생하거나 우천, 미세먼지, 농연 등으로 인하여 레이더 장치(200)의 물리적 신호의 전파가 감쇄되어 탐지 거리가 짧아짐에 따라 발생할 수 있다.
도 5와 같이, 레이더 장치(200)간에 사각지대가 발생하면, 사각지대 존재를 확인한 레이더 장치(200-1)은 관제 서버(300)로 메시지를 전송하고, 탐지 영역 A에서 감지한 차량에 대한 추적 테이블을 레이더 장치(200-2)로 전달할 수 있다.
이때, 관제 서버(300)는 해당 메시지를 관련 기관에 전달할 수 있으며, 사각지대를 인접하는 레이더 장치(200-1)과 레이더 장치(200-2)로부터 수신한 차량 추적 테이블을 비교하여 해당 사각지대에 통과하는 차량을 비교하거나 개별 차량이 각각 기준 시간 내에 통과하는 지 확인할 수 있다.
또한, 탐지 영역 A에서 감지된 차량에 대한 차량 추적 테이블을 수신한 레이더 장치(200-2)는 기 저장된 차량 추적 테이블과 비교하여 사각지대를 통과하는 차량의 대수를 비교하거나, 개별 차량이 기준 시간 내에 통과하는 지 확인할 수 있다.
또한, 도 6을 보면, 하나의 레이더 장치(Radar 1: 200-1) 탐지 영역 내에서 주변 가로등, 가로수 등 각종 장애물로 가려져 사각지대가 발생하는 경우가 있다. 이와 같이 하나의 레이더 장치(200-1)의 탐지 영역 A 내에서 사각지대가 발생하는 경우에도 사각지대를 확인한 레이더 장치(200-1)는 해당 범위만큼 탐지 범위를 논리적으로 나누어서 각 탐지 범위에 감지되는 차량에 대해 각각 차량 추적 테이블을 비교할 수 있다.
도 6에서 레이더 장치(200-1)은 레이더를 발사하여 탐지 영역 A에 위치하는 차량을 감지하는 데, 이때, 장애물이 위치하는 사각지대를 제외한 탐지 영역에서 정상적인 신호를 받게 되므로 레이더 장치(200-1)은 해당 사각지대의 존재를 확인할 수 있다. 이처럼 레이더 장치(200-1)는 사각지대의 존재를 확인하면, 관제 서버(300)에 메시지를 전송하고, 사각지대를 기준으로 탐지 영역 A를 나눈다.
이때, 레이더 장치(200-1)는 탐지 영역별로 기 저장된 차량 추적 테이블에 감지된 차량 추적 정보를 생성하는데, 사각지대로 인해 N개의 탐지 영역으로 분리되면 N개의 탐지 영역에 따라 각각 N개의 차량 추적 테이블이 생성된다.
즉, 도 6과 같이, 레이더 장치(200-1)는 사각지대를 기준으로 나눈 탐지 영역 A-1과 탐지 영역 A-2에 대하여 각각 감지되는 차량의 정보로 각각 차량 추적 테이블을 구성한다.
그리고 레이더 장치(200-1)은 탐지 영역 A-1에서 감지된 차량(100-1)의 정보를 바탕으로 차량(100-1)의 속도를 추정하여 사각지대를 통과하는 데 소요되는 기준 시간을 연산하고, 탐지 영역 A-1의 마지막으로 감지되는 시점으로부터 기준 시간이 지난 시간까지 탐지 영역 A-2에서 차량(100-1)이 감지되지 않으면, 차량(100-1)이 사각지대에서 이상이 생겼다고 추정할 수 있다. 즉, 레이더 장치(200-1)는 탐지 영역 A-1과 탐지 영역 A-2의 차량 추적 테이블을 비교하여 탐지 영역 A-1과 탐지 영역 A-2 사이에 위치하는 사각지대에서의 상황을 추정할 수 있다.
또한, 레이더 장치(200-1)는 탐지시간, 속도, 가속도, 위치, 진행 방향, 기준 시간에 따른 예상 좌표가 저장된 차량 추적 테이블의 정보 중에서 적어도 하나를 이용하여 사각지대내의 차량(100-1) 위치를 예측할 수 있다.
한편, 설명의 편의상 도 6에는 하나의 사각지대가 발생한 것으로 표현하고 설명하지만 반드시 하나의 사각지대로 한정하는 것은 아니고 다수의 외부 요인에 따라 복수의 사각지대가 발생할 경우, 레이더 장치(200)는 각 사각지대를 기준으로 탐지 영역을 2 이상으로 나눌 수 있다. 그리고 레이더 장치(200)는 나눠진 탐지 영역별로 차량 추적 테이블을 구성하고 인접한 탐지 영역별로 차량 추적 테이블을 비교하여 각각의 사각지대에서의 상황을 예측할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 레이더 센서의 자체적인 시야 한계나 외부 환경적인 요인으로 발생하는 사각지역 내에 차량 위치를 능동적으로 예측하고 사고의 발생 유무 탐지의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 장치는 사고 발생한 경우에 예상되는 차량의 위치를 제공하므로 사고 수습 시 구조 및 탐색 시간을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 차량 200: 레이더 장치
210: 발사부 220: 감지부
230: 제어부 240: 판단부
250: 사각지대 판단부 260: 속도 측정부
270: 통신부 300: 관제 서버
400: 카메라

Claims (15)

  1. 레이더 장치를 이용한 차량 모니터링 방법에 있어서,
    상기 레이더 장치는 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사하는 단계,
    상기 레이더 신호를 통하여 상기 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지하는 단계,
    상기 근거리 감지 영역에서 상기 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되었는지 여부를 판단하는 단계, 그리고
    상기 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되지 않은 경우 상기 차량에 이상이 발생한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 차량 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 장치가 제1 발사각의 각도로 레이더를 발사하는 경우 상기 근거리 감지 영역이 생성되고,
    상기 레이더 장치가 제2 발사각의 각도로 레이더를 발사하는 경우 상기 원거리 감지 영역이 생성되며,
    상기 제1 발사각은 상기 제2 발사각보다 넓은 각도의 범위를 가지는 차량 모니터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 차량 모니터링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 시점에서의 상기 차량의 주행 속도를 측정하는 단계,
    기 저장된 차량 추적 테이블을 이용하여 상기 측정된 주행 속도에 따른 상기 기준 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는 차량 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 시간을 결정하는 단계는,
    제2 발사각의 각도, 상기 주행 차량의 가속도, 탐지 시간, 탐지 거리, 제1 시점에서의 차선 번호, 진행방향 중에서 적어도 하나를 더 이용하여 상기 기준 시간을 결정하는 차량 모니터링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 원거리 영역에서 상기 차량이 최초로 감지된 제2 시점 사이의 시간 차를 이용하여 상기 차량의 사각지대에서의 주행 속도를 측정하는 단계를 더 포함하는 차량 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    사각지대가 발생한 것으로 판단되거나, 주행 차량에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 외부의 관제 서버로 알리고 차량 추적 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 차량 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    특정 시간대이거나 감지되는 차량의 대수가 임계값 이상인 경우,
    제1 시간 동안 상기 근거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수를 기록하고 기준 시간 후에 상기 제1 시간 동안 원거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수와 비교하여, 근거리 감지 영역에서의 감지된 차량 대수가 더 많으면 상기 사각지대에서 사고가 발생한 것으로 판단하는 차량 모니터링 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 장치는 터널 내부에 설치되는 차량 모니터링 방법.
  10. 근거리 감지 영역 및 원거리 감지 영역에 대응하도록 레이더 신호를 발사하는 발사부,
    상기 레이더 신호를 통하여 상기 근거리 감지 영역 또는 원거리 감지 영역을 통과하는 차량을 감지하는 감지부,
    상기 근거리 감지 영역에서 상기 차량이 마지막으로 감지된 제1 시점으로부터 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되었는지 여부를 판단하는 제어부, 그리고
    상기 기준 시간 내에 상기 원거리 감지 영역에서 상기 차량이 감지되지 않은 경우 상기 차량에 이상이 발생한 것으로 판단하는 판단부를 포함하는 레이더 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레이더 신호의 탐지 거리가 특정 임계값 이하로 감소하며, 특정 임계시간 이상으로 지속되는 경우 사각지대가 존재하는 것으로 사각지대 판단부를 더 포함하는 레이더 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 시점에서의 상기 차량의 주행 속도를 측정하고,
    기 저장된 차량 추적 테이블을 이용하여 상기 측정된 주행 속도에 따른 상기 기준 시간을 결정하거나,
    제2 발사각의 각도, 상기 주행 차량의 가속도, 탐지 시간, 탐지 거리, 제1 시점에서의 차선 번호, 진행방향 중에서 적어도 하나를 더 이용하여 상기 기준 시간을 결정하는 레이더 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 시점과 상기 원거리 영역에서 상기 차량이 최초로 감지된 제2 시점 사이의 시간 차를 이용하여 상기 차량의 사각지대에서의 주행 속도를 측정하는 사각지대 속도 측정부를 더 포함하는 레이더 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    사각지대가 발생한 것으로 판단되거나, 주행 차량에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 외부의 관제 서버로 알리고 차량 추적 정보를 전송하는 통신부를 더 포함하는 레이더 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    특정 시간대이거나 감지되는 차량의 대수가 임계값 이상인 경우,
    일정 시간 동안 상기 근거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수를 기록하고 기준 시간 후에 상기 일정 시간 동안 원거리 감지 영역에서 감지되는 차량의 대수와 비교하여 동일하지 않으면, 상기 사각지대에서 사고가 발생한 것으로 판단하는 레이더 장치.
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