KR20230015242A - 도로 쾌적성 측정차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 장착되어 소음을 측정하는 소음 측정부; 차량에 장착되어 진동을 측정하는 진동 측정부; 차량이 위치가 측정되는 GPS수신부; 차량의 바퀴부분에 장착되어 거리를 측정하는 거리 측정부; 상기 구성들로부터 측정값을 전달받아 데이터화 하는 데이터부; 상기 데이터부의 데이터를 정량화 하여 결과값을 도출하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량에 관한 것이다.

Description

도로 쾌적성 측정차량{Road surface measuring vehicle}
본 발명은 차량 이동과정에서 소음 및 진동이 측정되도록 하여 구간별로 도로 쾌적성을 분석할 수 있는 측정차량에 관한 것이다.
많은 차량이 주행하는 도로의 노면은 차량의 주행 저항과 차량의 무게 등으로 인하여 항상 무거운 하중 또는 충격이 가해지고 있는 상태 이기 때문에, 도로의 노면에 많은 변형이 생기게 된다.
도로의 노면파손은 차량의 주행 상태를 나쁘게 하여 여러 가지 불편한 문제를 야기하는데, 이러한 문제는 포장이 되지 않은 도로뿐만 아니라 아스팔트나 콘크리트가 포장된 도로에서도 발생 되게 된다.
한편, 도로의 노면상태는 이용자 측면에서 도로주행 쾌적성과 직결될 수 있는데, 구조적 성능 중심의 포장관리와 더불어 이용자가 체감하는 쾌적성에 대한 평가의 필요성이 있다.
대한민국 특허등록 제0758705호
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 주행중 소음 및 진동의 측정으로 도로포장의 쾌적성을 분석하기 위한 측정차량을 제공하고자 함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도로 쾌적성 측정차량(이하 "본 발명의 차량" 이라함)은, 차량에 장착되어 소음을 측정하는 소음 측정부; 차량에 장착되어 진동을 측정하는 진동 측정부; 차량이 위치가 측정되는 GPS수신부; 차량의 바퀴부분에 장착되어 거리를 측정하는 거리 측정부; 상기 구성들로부터 측정값을 전달받아 데이터화 하는 데이터부; 상기 데이터부의 데이터를 정량화 하여 결과값을 도출하는 분석부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 "도로 쾌적성 측정" 이라함은 도로 구간별로 소음값 및 진동값을 측정하는 것으로 정의하는 것이다. 즉 소음 및 진동이 작을수록 쾌적함이 큰 것으로 하여 상기 값들을 측정하는 것이다.
하나의 예로 상기 소음 측정부는, 차량의 바퀴부분에 장착되어 외부소음을 측정하는 외부소음 측정부와, 차량의 운전석에 장착되어 내부소음을 측정하는 내부소음 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 진동 측정부는, 차량의 외부에 장착되어 차량진동을 측정하는 차량진동 측정부와, 차량의 운전석에 장착되어 인체진동을 측정하는 인체진동 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 외부소음측정부는, 바퀴의 휠에 고정되어 일체로 회전연동을 하는 장착판과, 상기 장착판에 베어링으로 연결되는 마이크장착구와, 상기 마이크장착구에 장착되어 바퀴와 도로에 인접하게 위치하는 마이크로폰을 포함하는 소음측정구와, 상기 마이크장착구에서 상부로 돌출되며 내부에 상기 소음측정구와 연결되는 전기라인이 내재되며 차량외측에 고정되는 고정관를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 마이크장착구의 내측면에는 흡음재질로 구성되는 흡음테두리가 상기 베어링을 감싸는 형상으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 마이크장착구에는 외측면에 상기 소음측정구를 감싸는 형상의 보호판이 구성됨을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량은 도로 구간별로 소음 및 진동을 측정하여 정량화함으로써 도로상태에 따른 도로 쾌적도를 예측할 수 있으며, 유지 및 관리의 근거데이터로 활용될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 차량을 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 각 구성을 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 블록도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 구성으로서 외부소음 측정부를 나타내는 도면이고,
도 6 및 도 7은 상기 외부소음 측정부의 각 실시 예를 나타내는 도면이다.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 차량(1)은 도 1 등에서 보는 바와 같이 차량(2)에 장착되어 소음을 측정하는 소음 측정부(3); 차량(2)에 장착되어 진동을 측정하는 진동 측정부(4); 차량(2)의 위치가 측정되는 GPS수신부(5); 차량(2)의 바퀴부분에 장착되어 거리를 측정하는 거리 측정부(6); 상기 구성들로부터 측정값을 전달받아 데이터화 하는 데이터부(7); 상기 데이터부(7)의 데이터를 정량화 하여 결과값을 도출하는 분석부(8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 언급한 바와 같이 도로 구간별로 소음 및 진동을 측정함으로써 쾌적성을 정량화하는 것으로 도로의 유지 및 관리의 근거데이터 등으로 활용될 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 소음 측정부(3)는, 차량(2)의 바퀴부분에 장착되어 외부소음을 측정하는 외부소음 측정부(31)와, 차량(2)의 운전석에 장착되어 내부소음을 측정하는 내부소음 측정부(32)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 외부소음의 측정은 차량(2)의 바퀴에 장착되어 타이어와 노면사이의 소음을 측정하는 것이다.
또한, 내부소음의 측정은 차량(2)의 운전석에서 운전자가 느끼는 소음을 측정하는 것이다.
여기서 외부소음 측정부(31) 및 내부소음 측정부(32)는 다양한 공지기술이 적용되는 바, 그 상세 설명은 생략한다.
상기 진동 측정부(4)는 차량(2) 외부에 장착되어 차량진동을 측정하는 차량진동 측정부(41)와, 차량(2)의 운전석에 장착되어 인체진동을 측정하는 인체진동 측정부(42)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량진동 측정은 차량(2)의 차체에 장착되어 차량자체의 진동을 측정하는 것이다.
또한 인체진동 측정은 차량(2)의 운전석에 장착되어 운전자가 느끼는 진동을 측정하는 것이다.
여기서 차량진동 측정부(41) 및 인체진동 측정부(42)는 다양한 공지기술이 존재하는 바, 일 예로 3축 가속도계가 적용될 수 있다.
상기 GPS수신부(5)는 차량(2)의 위치가 측정되도록 하는 것으로, 상기 GPS수신부(5)에 의해 도로의 쾌적성을 측정하고자 하는 위치가 도출되도록 하는 것이다.
상기 거리 측정부(6)는 차량(2)의 바퀴부분에 장착되어 거리를 측정하는 구성으로서, 상기 GPS수신부(5)에서 측정하고자 하는 도로의 위치를 도출한 후에 상기 거리 측정부(6)에 의해 기준점에서 유동거리가 도출되도록 함으로써 유동거리에 따른 소음값 및 진동값이 도출되도록 하는 것이다.
상기 데이터부(7)는 상기 구성들로부터 측정값을 전달받아 데이터화 하는 구성에 해당한다.
상기 구성들로부터 측정값은 유선 또는 무선에 의해 상기 데이터부(7)로 전송되도록 할 수 있다.
여기서 통신은, 캔 통신(CAN communication), 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus), IEEE 1394, 직렬통신(serial communication) 및 병렬 통신(parallel communication)과 같은 유선 통신 방식이 사용될 수 있으며, 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 및 무선 랜(Wireless LAN)과 같은 무선 통신 방식이 사용될 수 있다.
상기 분석부(8)는 상기 데이터부(7)의 데이터를 정량화 하여 결과값을 도출하는 구성으로서, 상기 결과값은 데이터가 정량화 되어 도로 쾌적성의 지표로서 도출되는 것이다.
이를 위해 상기 분석부(8)에는 정량화의 기준치가 될 수 있는 소음등급 데이터가 저장될 수 있는데, 소음등급 데이터는 소음 등급별로 소음값 범위가 할당된 데이터이다. 소음등급은 예로 100dB미만의 소음은 소음 1등급으로 할당되며, 100dB 내지 103dB 범위의 소음은 소음 2등급으로 할당되고, 103dB 내지 105dB 범위의 소음은 소음 3등급으로 할당되며, 105dB 내지 108dB 범위의 소음은 소음 4등급으로 할당되고, 108dB 내지 110dB 범위의 소음은 소음 5등급으로 할당되고, 110dB이상의 소음은 소음 6등급으로 할당되도록 할 수 있다.
또한 상기 분석부(8)에는 정량화의 기준치가 될 수 있는 진동등급 데이터가 저장될 수 있는데, 진동등급 데이터는 진동 등급별로 진동값 범위가 할당된 데이터이다. 진동등급은 예로 0.315m/s2미만의 진동은 진동 1등급으로 할당되고, 0.315m/s2 내지 0.5m/s2 범위의 진동은 진동 2등급으로 할당되며, 0.5m/s2 내지 0.8m/s2 범위의 진동은 진동 3등급으로 할당되고, 0.8m/s2 내지 1.25m/s2 범위의 진동은 진동 4등급으로 할당되며, 1.25m/s2 내지 2.0m/s2 범위의 진동은 진동 5등급으로 할당되고, 2.0dB이상의 진동은 진동 6등급으로 할당되도록 할 수 있다.
이러한 데이터를 기반으로 상기 분석부(8)는 소음 측정값에 할당된 소음 등급을 소음등급 데이터에서 추출하고, 진동 측정값에 할당된 진동등급을 진동등급 데이터에서 추출한다.
예로 외부소음 측정부(31)에서 측정된 외부소음값과 내부소음 측정부(32)에서 측정된 내부소음값의 평균값에 할당된 소음등급을 추출할 수 있으며, 차량진동 측정부(41)에서 측정된 차량진동값과 인체진동 측정부(42)에서 측정된 인체진동값의 평균값에 할당된 진동등급을 추출할 수 있다.
이렇게 소음등급과 진동등급을 추출한 분석부(8)는 정해진 측정간격마다 소음등급과 진동등급에 따른 도로포장 쾌적성을 평가할 수 있다. 예로 양방향 대표차로 1개 차로씩 측정한 후 10m 단위로서 괘적성을 평가하는데, 소음 1등급과 진동 1등급은 '불쾌함 없음'으로 평가되며, 소음 2등급과 진동 2등급은 '불쾌함 약간' 등으로 결과값을 도출할 수 있다. 또한, 이러한 쾌적성 평가결과에 따라 도로포장의 개량순위도 정량화 할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 도 3에서 보는 바와 같이 복수의 차량(2)에서 상기와 같은 분석값을 도출하여 중앙서버(9)로 전송함으로써 중앙서버(9)에서 데이터를 일괄적으로 관리토록 할 수 있다. 이 경우 각 차량(2)에는 도면에 도시된 바는 없으나 통신부가 구비되어야 한다.
한편, 본 발명에서는 외부소음의 측정시 다양한 노이즈가 혼합될 수 있는 바, 이러한 노이즈의 혼합을 제어하기 위한 외부소음 측정부(31)의 실시 예가 제시되고 있다. 물론 상기 분석부(8)에 노이즈 제거능이 구현되도록 할 수 있으나 이에 더하여 물리적으로 노이즈가 제거되도록 하여 측정값의 정확도를 더욱 배가시키도록 하는 것이다.
본 실시 예의 외부소음 측정부(31)는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 바퀴(21)의 휠(211)에 고정되어 일체로 회전연동을 하는 장착판(311)과, 상기 장착판(311)에 베어링(312)으로 연결되는 마이크장착구(313)와, 상기 마이크장착구(313)에 장착되어 바퀴와 도로에 인접하게 위치하는 마이크로폰(314-1)을 포함하는 소음측정구(314)와, 상기 마이크장착구(313)에서 상부로 돌출되며 내부에 상기 소음측정구(314)와 연결되는 전기라인(315-1)이 내재되며 차량외측에 고정되는 고정관(315)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장착판(311)은 다양한 공지의 고정수단을 이용하여 바퀴(21)의 휠(211)에 고정되는 구성이다. 즉 상기 장착판(311)은 바퀴(21)와 일체로 회전하는 것이다.
상기 마이크장착구(313)는 상기 장착판(311)에 베어링(312)으로 연결되는 구성으로 몸체부(313-1)와 상기 몸체부(313-1) 측면에 상기 소음측정구(314)가 장착되는 장착관부(313-2)가 구성된다. 상기 장착관부(313-2)에 이하에서 설명하는 소음측정구(314)의 고정바(314-2)의 장착은 다양한 공지의 구조가 적용될 수 있으므로 그 상세 설명은 생략한다.
상기 소음측정구(314)는 고정바(314-2)와 상기 고정바(314-2) 끝단에 마이크로폰(314-1)으로 구성되는데, 상기 고정바(314-2)가 상기 장착관부(313-2)에 장착이 되어 상기 마이크로폰(314-1)이 바퀴와 도로에 인접하게 위치토록 함으로써 타이어와 노면 사이의 소음이 상기 마이크로폰(314-1)에 의해 측정되도록 하는 것이다.
상기 고정관(315)은 상기 몸체부(313-1)에서 상부로 돌출되며 내부에 상기 소음측정구(314)와 연결되는 전기라인(315-1)이 내재되며 차량(2)외측에 고정되도록 하는 구성에 해당한다. 상기 고정관(315)의 구성에 의해 상기 마이크장착구(313)가 고정이 되도록 하는 것이다.
이에 더하여 본 실시 예에서는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 마이크장착구(313)의 내측면에는 흡음재질로 구성되는 흡음테두리(316)가 상기 베어링(312)을 감싸는 형상으로 돌출되는 예를 제시한다.
상기 흡음테두리(316)는 상기 몸체부(313-1) 내측면에서 돌출되어 상기 베어링(312)을 감싸는 형상으로 상기 장착판(311)에 이격을 형성하여 상기 장착판(311)의 회전연동을 방해하지 않으면서 상기 베어링(312)의 회전소음이 상기 마이크로폰(314-1)으로 유입을 제어토록 하는 것이다.
상기 흡음테두리(316)는 상기 장착판(311)에 대향하는 방향으로 직경이 커지는 형상으로 구성되어 마이크로폰(314-1)으로 베어링(312)의 소음을 포함하는 노이즈의 차단효율을 더욱 높이도록 하는 것이 타당하다.
상기 흡음테두리(316)는 다공을 형성하여 흡음이 가능하도록 하는 것으로, 그 재질은 한정이 없다.
이에 더하여 본 실시 예에서는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 마이크장착구(313)에는 외측면에 상기 소음측정구(314)를 감싸는 형상의 보호판(317)이 구성되는 예가 제시되는데, 상기 보호판(317)은 상기 몸체부(313-1)에 공지의 고정수단에 의해 고정되도록 하고, 상기 마이크장착구(313) 및 상기 소음측정구(314)의 외측으로부터 측면까지 감싸는 형상으로 구성되어 외측으로부터 상기 마이크로폰(314-1)으로 소음을 차단하여 노이즈 차단율을 더욱 높이는 것은 물론 돌 등 외력에 의한 타격으로 기기고장을 방지하기 위한 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
1 : 본 발명의 차량 2 : 차량
3 : 소음 측정부 4 : 진동 측정부
5 : GPS수신부 6 : 거리 측정부
7 : 데이터부 8 : 분석부

Claims (6)

  1. 차량에 장착되어 소음을 측정하는 소음 측정부;
    차량에 장착되어 진동을 측정하는 진동 측정부;
    차량이 위치가 측정되는 GPS수신부;
    차량의 바퀴부분에 장착되어 거리를 측정하는 거리 측정부;
    상기 구성들로부터 측정값을 전달받아 데이터화 하는 데이터부;
    상기 데이터부의 데이터를 정량화 하여 결과값을 도출하는 분석부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소음 측정부는,
    차량의 바퀴부분에 장착되어 외부소음을 측정하는 외부소음 측정부와, 차량의 운전석에 장착되어 내부소음을 측정하는 내부소음 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진동 측정부는,
    차량의 외부에 장착되어 차량진동을 측정하는 차량진동 측정부와, 차량의 운전석에 장착되어 인체진동을 측정하는 인체진동 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 외부소음 측정부는,
    바퀴의 휠에 고정되어 일체로 회전연동을 하는 장착판과, 상기 장착판에 베어링으로 연결되는 마이크장착구와, 상기 마이크장착구에 장착되어 바퀴와 도로에 인접하게 위치하는 마이크로폰을 포함하는 소음측정구와, 상기 마이크장착구에서 상부로 돌출되며 내부에 상기 소음측정구와 연결되는 전기라인이 내재되며 차량외측에 고정되는 고정관을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 마이크장착구의 내측면에는 흡음재질로 구성되는 흡음테두리가 상기 베어링을 감싸는 형상으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 마이크장착구에는 외측면에 상기 소음측정구를 감싸는 형상의 보호판이 구성됨을 특징으로 하는 도로 쾌적성 측정차량.
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