KR20210067751A - 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템 - Google Patents

도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템이 개시된다. 개시된 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치는, 도로 노면을 적외선광으로 조사하는 적외선 광원; 적외선 광원에서 조사되어 반사된 적외선광을 검출하는 적외선 검출기; 적외선 광원 및 적외선 검출기가 도로 노면의 모니터링 영역을 스캔할 수 있도록 적외선 광원 및 적외선 검출기를 움직이는 스캐닝 구동유닛; 및 촬상 유닛 및 적외선 검출기에서 획득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며, 프로세서는 적외선 검출기에서 촬상되는 도로 노면의 반사된 적외선광의 신호로부터 결빙 부분의 검출한다.

Description

도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템{Apparatus and method for detecting black-ice for road condition monitoring and road condition monitoring system}
본 개시는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템에 관한다.
블랙아이스(black-ice)는 과냉각 상태의 강수가 지표면에 닿거나 물체에 부딪혔을 때 유리면과 같이 코팅된 모습으로 얼어붙거나 낮 동안 녹은 눈이 밤 사이 얼면서 생기는 도로 결빙 현상이다. 블랙아이스는 노면이 결빙되어 있으나 운전자가 볼 때는 단순히 도로가 젖은 것으로 인지되기 때문에 겨울철 도로안전운전의 복병으로 일컬어진다.
노면 결빙 시 교통사고 치사율은 강수, 강설 등을 포함한 일반적인 기상상황과 비교해 높은 편이며 이는 블랙아이스존(black-ice zone)을 운전자가 인지하기 어려우며 노면의 마찰계수가 낮기 때문이다. 블랙아이스는 공항 활주로의 결빙으로 인한 겨울철 항공사고와도 직결된다. 그러나 기발생된 교통사고 자료 및 현장 상황에 기반하여 경험적으로 수립된 상습결빙구간 관리는 기상 상황에 따른 국지적이고 단기적인 결빙을 효과적으로 탐지하지 못하여 사고율 경감에 큰 효과를 얻지 못하고 있다. 이에 국내외적으로 블랙아이스의 정확한 예보 및 효과적인 탐지를 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.
해결하고자 하는 과제는 다양한 도로 환경에 대해 대응할 수 있는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 있어서, 도로 노면을 적외선광으로 조사하는 적외선 광원; 적외선 광원에서 조사되어 반사된 적외선광을 검출하는 적외선 검출기; 적외선 광원 및 적외선 검출기가 도로 노면의 모니터링 영역을 스캔할 수 있도록 적외선 광원 및 적외선 검출기를 움직이는 스캐닝 구동유닛; 및 촬상 유닛 및 적외선 검출기에서 획득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며, 프로세서는 적외선 검출기에서 촬상되는 도로 노면의 반사된 적외선광의 신호로부터 결빙 부분의 검출하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치가 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 적외선 광원은 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 광원과, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 광원을 포함하며, 적외선 검출기는 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 검출소자와, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 검출소자를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치는 도로 노면을 촬상하는 촬상 유닛을 더 포함하며, 프로세서는 검출된 결빙 부분을 촬상된 도로 노면의 이미지에 매핑할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치는 적외선 광원이 조사하는 도로 노면까지의 거리를 측정하는 거리 센서를 더 포함할 수 있다.
외기온도 및 풍속 중 적어도 어느 하나를 측정하는 환경센서를 더 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
예시적인 실시예들에서, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치는 외부와의 통신을 수행하는 것으로서, 도로 노면의 결빙 부분에 대한 정보를 외부로 전송하는 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 도로 노면을 적외선광으로 스캐닝하는 단계; 스캐닝되는 적외선광을 검출하는 단계; 스캐닝되면서 검출되는 적외선광의 신호로부터 결빙 부분의 검출하는 단계를 포함하며, 상기 결빙 부분의 검출하는 단계는 스캐닝되면서 검출되는 적외선광의 신호를 픽셀로 변환 후 픽셀별 강도의 자체 정규화 및 비교연산을 통하여 빙결 대역의 픽셀을 추출하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법이 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 촬상되는 도로 노면의 이미지를 픽셀로 변환 후 픽셀별 강도의 자체 정규화 및 비교연산을 통하여 빙결 대역의 픽셀을 추출할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법은 도로 노면을 촬상하는 단계; 및 검출된 결빙 부분을 상기 도로 노면의 이미지에 매핑하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 결빙 부분의 픽셀을 가시대역의 색공간으로 변환하여 도로 노면의 이미지에 오버레이할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치; 도로 노면 근방에 위치하는 블랙아이스 경보 장치; 및 블랙아이스 탐지 장치로부터 전달받은 도로 노면의 결빙 부분에 대한 정보를 블랙아이스 경보 장치에 전달하는 서버;를 포함하는 도로 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.
본 개시에 따르면, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템은 다양한 도로 환경에 대해 대응할 수 있다.
본 개시에 따르면, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치는 비교적 저렴한 포토다이오드 형태의 근적외선 스펙트로메터를 이용하여, 제조비용을 줄일 수 있다.
본 개시에 따르면, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템은 공간적으로 출력된 픽셀을 시각화를 통하여 관리자가 직관적으로 블랙아이스를 인식할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도로 모니터링 시스템이 설치된 예를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 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.
또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시하며, 도 2는 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)의 블록도를 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 적외선 광원(110)과, 적외선 검출기(120)와, 촬상 유닛(130)과, 메모리(140)와, 프로세서(150)를 포함한다.
적외선 광원(110)은 가령, 반도체 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)이거나 반도체 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)일 수 있다. 적외선 광원(110)은 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 광원과, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 광원을 포함할 수 있다. 적외선 광원(110)의 출사단에는 광학 렌즈(미도시)가 추가적으로 마련될 수도 있다. 적외선 광원(110)은 촬상 유닛(130)이 촬상하는 도로 노면을 적외선광으로 조사한다.
적외선 검출기(120)은 적외선 광원(110)에서 조사되어 반사된 적외선광을 검출하는 포토다이오드(Photo Diode, PD)일 수 있다. 적외선 검출기(120)은 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 검출소자(Si 소자)와, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 검출소자(In-Ga-As 소자)를 포함할 수 있다. Si 포토다이오드나 In-Ga-As 포토다이오드를 이용함으로서 비교적 저렴한 근적외선 스펙트로메터를 구성할 수 있다. 적외선 검출기(120)의 검출면 앞단에는 반사된 적외선광을 적외선 검출기(120)의 검출면에 결상시키는 광학 렌즈(미도시)가 추가적으로 마련될 수도 있다. 적외선 검출기(120)에 결합되는 광학 렌즈는 줌 기능을 가지고 있을 수 있다.
촬상 유닛(130)은 도로 노면을 촬상한다. 촬상 유닛(130)은 가시광선 대역의 컬러(즉, RGB) 이미지를 촬상하는 이미지 센서이거나 가시광선 대역의 단색 이미지를 촬상하는 이미지 센서일 수 있다.
메모리(140)는 휘발성 메모리나 비휘발성 메모리와 같은 내장 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(140)는 프로세서(150)의 제어에 의해 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)를 구동하고 제어하는 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 메모리(140)는 적외선 광원(110), 적외선 검출기(120), 촬상 유닛(130), 프로세서(150), 스캐닝 구동 유닛(160), 입/출력을 위한 통신부(180)의 구동에 대응되는 입력/출력되는 신호 또는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 메모리(140)는 수집한 블랙아이스정보, 촬영 화각 정보, 계측 시간 정보, 촬상 이미지와 같은 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(150)는 적외선 광원(110), 적외선 검출기(120), 촬상 유닛(130), 스캐닝 구동 유닛(160), 입/출력을 위한 통신부(180)를 포함하여 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(150)는 적외선 광원(110), 적외선 검출기(120) 및 촬상 유닛(130)에서 획득된 정보들을 처리할 수도 있다.
스캐닝 구동 유닛(160)은 적외선 광원(110)과, 적외선 검출기(120)를 동시에 움직여, 적외선 검출기(120)가 도로 노면(R)의 모니터링 영역 전체를 스캔할 수 있도록 한다. 스캐닝 구동 유닛(160)은 하우징(190)를 움직여, 그 안에 있는 적외선 광원(110), 적외선 검출기(120), 촬상 유닛(130) 등을 움직이도록 할 수 있다. 다른 예로, 스캐닝 구동 유닛(160)은 적외선 광원(110)과, 적외선 검출기(120)만을 움직이도록 구성될 수도 있다.
스캐닝 구동 유닛(160)은 도로 노면(R)의 모니터링 영역 전체를 종방향(A) 및 횡방향(B)으로 스캐닝할 수 있도록 2축 구동 서보일 수 있다. 이러한 2축 구동 서보는 단일 유닛으로 종방향(A)으로 1축 구동하는 제1 서보(161)와, 횡방향(B)으로 1축 구동하는 제2 서보(162)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 서보(161, 162)는 각각 소정 각도간격으로 회전하는 스텝모터를 포함할 수 있다.
전원(170)는 가령, 내장 배터리일 수 있다. 다른 예로, 전원(170)은 외부로 유선으로 공급받는 전력일 수 있다.
통신부(180)는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)와 외부 장치(310)사이의 입출력을 담당한다. 통신부(180)는 안테나(181)를 통하여 외부에 연결하는 무선 통신 모듈이나, 또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
적외선 광원(110), 적외선 검출기(120), 촬상 유닛(130), 메모리(140), 프로세서(150), 전원(170) 및 통신부(180)는 하우징(190)에 내장된다. 스캐닝 구동 유닛(160)의 서보모터나 구동부 역시 하우징(190) 내에 내장될 수 있다. 하우징(190)은 외부로부터 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)의 부품들이 보호될 수 있도록 방수 및 방진될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 도로 노면(R)의 넓은 면적을 장애없이 모니터링할 수 있도록 도 4에 도시되는 것과 같이 도로 노면(R)의 가장자리에 위치하는 관측탑(300)이나, 도로 노면(R)를 가로지는 지지대에 설치될 수 있을 것이다.
도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 거리측정기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 거리측정기는 상용의 레이저 거리측정기일 수 있다. 레이저 거리측정기는 레이저광을 출사하고 피사체에서 반사된 레이저광을 수광함으로써 거리를 측정한다. 가령, 펄스형 레이저광을 출사하고 반사된 레이저광을 검출하는데까지 걸리는 시간을 이용하여 거리를 측정하거나, 연속발진형 레이저를 변조시켜 거리를 구할 수 있다. 거리측정기에서 관측된 정보는 스캐닝 구동 유닛(160)의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여, 도로 노면(R)에서 적외선 검출기(120)가 계측하고 있는 지점을 특정하는데 사용될 수 있다. 적외선 검출기(120)와 거리측정기(120)는 하나의 모듈(191)이 되어 일체로 움직이도록 할 수 있다. 상기 모듈(191)에는 촬상 유닛(130), 메모리(140), 및 프로세서(150)도 포함될 수 있다.
도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 환경센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 환경센서는 예를 들어, 외기온도나, 풍속 등을 측정하는 센서일 수 있다. 이와 같이 환경센서에서 획득된 정보는 블랙아이스 검출정보와 함께 외부로 전달될 수 있을 것이다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)의 동작을 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 의한 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 촬상 유닛(130)은 도로 노면을 촬상한다(S210). 촬상된 이미지는 가시광 이미지 일 수 있다. 촬상된 이미지는 메모리(140)에 저장된다. 촬상 유닛(130)는 예를 들어 15분 간격, 30분 간격 또는 1시간 간격과 같은 소정 시간 간격마다 도로 노면(R)의 모니터링 영역에 대한 이미지를 촬영한다. 상기 소정시간은 도로 노면(R)의 모니터링 영역 전역에 대한 1회의 온도 정보를 획득하는데 소요되는 시간과 같거나 그보다 클 수 있다.
한편, 프로세서(150)는 적외선 광원(110)를 제어하여 촬상하는 도로 노면을 적외선광으로 스캐닝하고(S220), 적외선 검출기(120)를 제어하여 스캐닝되는 적외선광을 순차적으로 검출한다(S230), 검출되는 영역(111A)의 위치정보는 스캐닝 구동 유닛(160)의 구동정보 및/또는 거리측정기(미도시)에서 얻어지는 거리정보를 통해 구해진다. 도로 노면(R)의 일 영역(111A)에 대한 적외선광 검출이 완료되면, 스캐닝 구동 유닛(160)은 적외선 광원(110) 및 적외선 검출기(120)를 종방향(A)으로 소정의 구동 각도로 회전시켜 적외선 검출기(120)이 도로 노면(R)의 일 영역(111A)의 이웃한 영역(111B)에서 반사되는 적외선 광을 검출하도록 한다. 이와 같은 동작을 순차적으로 함으로써, 도로 노면(R)의 모니터링 영역의 일 영역(111A)을 포함한 종방향(A)의 일 열에 대한 적외선 광 검출신호를 얻게 된다. 다음으로, 스캐닝 구동 유닛(160)은 적외선 광원(110) 및 적외선 검출기(120)를 횡방향(B)으로 소정의 구동 각도로 회전시킨 후 이와 같은 동작을 순차적으로 수행하도록 한다. 스캐닝 구동 유닛(160)의 구동 각도는 일정한 상수이거나, 피사체인 도로 노면(R)과의 화각 및 거리에 따라 달라지는 값일 수 있다.
상기와 같이 동작시킴으로써, 도로 노면(R)의 모니터링 영역 전역에 온도 정보를 순차적으로 얻게 된다.
다음으로, 프로세서(150)는 적외선 검출기(120)에서 검출되는 도로 노면의 반사된 적외선 광의 신호로부터 결빙 부분의 검출한다(S240).
적외선 검출기(120)에서 검출되는 도로 노면의 반사된 적외선광의 신호를 픽셀로 변환 후 픽셀별 강도의 자체 정규화 및 비교연산을 통하여 빙결 대역의 픽셀을 추출한다.
물 분자는 고유의 회전 (rotational transition; 50 μm) 및 진동 (vibrational transition; 2.9 μm) 특성에 따라 특정 파장의 전자기파를 흡수하는데, 이에 더하여 액체 상태에서는 분자 간 수소결합 (hydrogen bonding), 고체 (얼음) 상태에서는 격자 진동 (lattice vibration) 특성이 더해져 각 상 별로 상이한 흡수 패턴이 발생하게 된다 이러한 물의 상태별 흡수 스펙트럼이 상이한 것을 이용하여 특정 파장에서의 신호비를 측정하면 물과 얼음 및 기타 상태를 구분할 수 있다.
실제 도로에서는 건조한 상태, 젖은 상태, 얼음으로 피복된 상태 등 다양한 상황이 존재할 수 있으므로, 실제 도로 환경에서 건조한 상태, 젖은 상태, 얼음으로 피복된 상태 등 다양한 상황의 스펙트럼 신호를 선행 분석함으로써, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)에서 검출된 신호비를 통하여 도로 상태를 구분하는 것이 가능하다. 대기 중 수증기의 영향을 최소화하기 위해서는 수증기에 의한 감쇄율이 비교적 낮은 파장 영역을 이용하는 것이 이상적이나, 이 효과가 두드러지는 인공위성 등과 같은 고고도 측정이 아니므로 이용 가능한 센서 종류에 따라 적절한 파장을 선택하는 것이 합리적일 수 있다.　이에, 전술한 바와 같이, 일 실시예의 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 근적외선 광과 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 근적외선 광을 검출한다. 적외선 검출기(120)는 감출 신호를 전압의 형태로 표출하므로, 의도적으로 빙결 처리한 노면 (실험군)과 빙결이 존재하지 않는 노면 (대조군)에서 관측된 제1 및 제2 근적외선 광의 신호비를 분석함으로써, 빙결 존재여부를 판단할 수 있다.
이와 같은 도로 노면 상의 결빙 부분의 판단은 머신러닝 기법을 활용할 수 있다. 가령, 의도적으로 빙결 처리한 노면 (실험군)과 빙결이 존재하지 않는 노면 (대조군)에서 관측된 제1 및 제2 근적외선 광의 신호비에 대한 패턴을 각각 신경망에 학습시킴으로써, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)에서 검출된 신호로부터 빙결 존재여부를 판단할 수 있다. 이러한 경험적인 분석 기법에 더하여, 실험실 환경 내에서 분석한 패턴을 추가적으로 학습시킴으로써 빙결 감지 감도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바, 블랙아이스 탐지에 이용되는 데이터의 형태의 일 예는 다음과 같다.
번호 탐지시각 제1 근전외선 검출 전압 제2 근전외선 검출 전압 대기 온도 상대 습도 강수 여부 인력
빙결 검측
1 Hh:mm:ss mV mV C % Y/N Y/N
2
다음으로, 프로세서(150)는 검출된 결빙 부분의 픽셀을 가시대역의 색공간으로 변환하여 도로 노면의 이미지에 매핑할 수 있다(S250). 가령, 프로세서(160)는 수집한 빙결 정보, 촬영 화각 정보, 시간 정보를 이용하여, 빙결 정보를 스캐닝 구동 유닛(160)의 구동에 따른 촬영 화각 정보와 연동하여 빙결 위치를 상기 이미지 상에 표기할 수 있는 중첩 레이어로 변환할 수 있다.
프로세서(160)는 검출된 빙결 정보를 이용하여 빙결 영역만을 도로 노면(R)에 대한 빙결 위치 이미지 레이어로 변환시키고 이를 도로 노면의 이미지에 오버레이할 수 있다. 물론 모니터링 영역 전체에 대한 적외선 신호를 RGB의 이미지 레이어로 변환할 수도 있다.
본 실시예에는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)에서 빙결 여부에 대한 판단을 수행하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 가령, 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 블랙아이스 탐지에 이용되는 데이터를 획득하는 데에 그치고, 획득된 데이터는 외부에서 처리될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 도로 모니터링 시스템이 설치된 예를 도시한다.
도로 모니터링 시스템은 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)와, 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)를 포함할 수 있다. 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)와, 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)는 유선 혹은 무선으로 통신할 수 있다.
일 실시예의 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 블랙아이스 탐지에 이용되는 데이터를 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)에 전송한다.
도로 모니터링 관제센터의 서버(210)는 전달받은 블랙아이스 탐지에 이용되는 데이터를 처리하여, 빙결 부위를 검출하고, 촬상 유닛(130)에서 촬상된 이미지에 빙결 위치 레이어를 중첩시킬 수도 있다.
일 실시예의 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)는 자체에서 빙결 부위를 검출하고 검출된 빙결 위치정보를 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)에 전송할 수도 있다.
일 실시예의 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)는 자동동보시스템일 수 있다. 가령, 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)로부터 전달받은 빙결 정보를 토대로 일정 수준 이상의 빙결이라고 판독되면, 해당 도로에 설치된 전광을 통해 결빙 상태를 경고할 수 있을 것이다.
일 실시예의 도로 모니터링 관제센터의 서버(210)는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치(100)로부터 전달받은 빙결 위치 정보를 토대로, 해당 도로를 주행중인 차량에 직접적으로 경고 메시지를 전송할 수도 있을 것이다.
전술한 본 발명인 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치 및 방법과, 도로 모니터링 시스템은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
R: 도로 노면 110: 적외선 광원
120: 적외선 검출기 130: 촬상 유닛
140: 메모리 150: 프로세서
160 스캐닝 구동 유닛 170: 전원
180: 통신부

Claims (10)

  1. 도로 노면을 적외선광으로 조사하는 적외선 광원;
    상기 적외선 광원에서 조사되어 반사된 적외선광을 검출하는 적외선 검출기;
    상기 적외선 광원 및 상기 적외선 검출기가 도로 노면의 모니터링 영역을 스캔할 수 있도록 상기 적외선 광원 및 상기 적외선 검출기를 움직이는 스캐닝 구동유닛; 및
    상기 촬상 유닛 및 상기 적외선 검출기에서 획득된 정보들을 처리하는 프로세서;를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 적외선 검출기에서 촬상되는 도로 노면의 반사된 적외선광의 신호로부터 결빙 부분의 검출하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적외선 광원은 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 광원과, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 광원을 포함하며,
    상기 적외선 검출기는 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 검출소자와, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 검출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    도로 노면을 촬상하는 촬상 유닛을 더 포함하며,
    상기 프로세서는 검출된 결빙 부분을 촬상된 도로 노면의 이미지에 매핑하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적외선 광원이 조사하는 도로 노면까지의 거리를 측정하는 거리 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    외부와의 통신을 수행하는 것으로서, 도로 노면의 결빙 부분에 대한 정보를 상기 외부로 전송하는 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치.
  6. 도로 노면을 적외선광으로 스캐닝하는 단계;
    스캐닝되는 적외선광을 검출하는 단계; 및
    상기 스캐닝되면서 검출되는 적외선광의 신호로부터 결빙 부분의 검출하는 단계; 를 포함하며, 상기 결빙 부분의 검출하는 단계는 스캐닝되면서 검출되는 적외선광의 신호를 픽셀로 변환 후 픽셀별 강도의 자체 정규화 및 비교연산을 통하여 빙결 대역의 픽셀을 추출하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 적외선광은 0.4 μm 내지 1.0 μm 대역의 제1 적외선 광과, 1.0 μm 내지 2.6 μm 대역의 제2 적외선 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    도로 노면을 촬상하는 단계; 및
    검출된 결빙 부분을 상기 도로 노면의 이미지에 매핑하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 결빙 부분의 픽셀을 가시대역의 색공간으로 변환하여 상기 도로 노면의 이미지에 오버레이하는 것을 특징으로 하는 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 방법.
  10. 제5 항의 도로 모니터링용 블랙아이스 탐지 장치;
    상기 도로 노면 근방에 위치하는 블랙아이스 경보 장치; 및
    블랙아이스 탐지 장치로부터 전달받은 도로 노면의 결빙 부분에 대한 정보를 상기 블랙아이스 경보 장치에 전달하는 서버;를 포함하는 도로 모니터링 시스템.
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