KR20230173812A - Vehicle detector for smart tolling - Google Patents

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KR20230173812A
KR20230173812A KR1020220074544A KR20220074544A KR20230173812A KR 20230173812 A KR20230173812 A KR 20230173812A KR 1020220074544 A KR1020220074544 A KR 1020220074544A KR 20220074544 A KR20220074544 A KR 20220074544A KR 20230173812 A KR20230173812 A KR 20230173812A
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case
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KR1020220074544A
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박성운
오동수
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주식회사 오디텍
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Abstract

본 발명은 차로에 매우 넓은 면적의 광파장조사가 가능하기 때문에 지향각이 매우 좁은 레이저를 회전시키기 위한 모터를 사용할 필요가 없고, 나아가, 수명이 짧고 고장이 잦은 모터에 비해 10만시간 이상의 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라 스마트툴링 요구사양인 45°이상의 차량 검출각도를 가질 수 있어 복잡한 알고리즘 처리가 요구되지 않으며, 아울러, 고가의 부품 사용을 배제하여 가격을 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 우수한 성능을 지닌 스마트톨링용 차량감지기에 관한 것으로서, 크게, 차로로 설정된 영역대의 파장을 조사하기 위한 LED와; 상기 LED의 파장을 집광하는 집광렌즈와; 상기 집광렌즈가 집광한 파장을 차로로 면발광시키는 렌티큘러 렌즈와; 차량으로부터 반사되어 입사되는 상기 LED의 파장을 투과시키면서 적어도 가시(visible)영역대의 파장을 차단하는 광필터와; 상기 광필터를 투과한 파장을 집광하는 컨벡스 렌즈와; 상기 컨벡스 렌즈가 집광한 파장을 수광하는 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)와; 상기 LED와 상기 어밸런치 포토다이오드를 TOF(Time of Flight)방식으로 제어하여 차량을 감지하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Since the present invention is capable of irradiating light wavelengths over a very wide area on the road, there is no need to use a motor to rotate a laser with a very narrow beam angle. Furthermore, compared to motors that have a short lifespan and frequent breakdowns, it can be used for a long time of more than 100,000 hours. Not only is this possible, but it can also have a vehicle detection angle of more than 45°, which is a smart tooling requirement, so complex algorithm processing is not required. In addition, the price can be significantly reduced by eliminating the use of expensive parts, and the smart toll has excellent performance. It relates to a vehicle detector for a ring, largely comprising: an LED for irradiating a wavelength in an area set as a lane; a condenser lens that condenses the wavelengths of the LED; a lenticular lens that emits surface light using the wavelengths collected by the condenser lens; an optical filter that transmits the wavelengths of the LED reflected and incident from the vehicle while blocking at least the wavelengths in the visible region; a convex lens that condenses the wavelengths transmitted through the optical filter; an avalanche photo diode that receives the wavelength collected by the convex lens; A control unit that detects a vehicle by controlling the LED and the avalanche photodiode in a time of flight (TOF) method.

Description

스마트톨링용 차량감지기{Vehicle detector for smart tolling}Vehicle detector for smart tolling}

본 발명은 차로에 매우 넓은 면적의 광파장조사가 가능하기 때문에 지향각이 매우 좁은 레이저를 회전시키기 위한 모터를 사용할 필요가 없고, 나아가, 수명이 짧고 고장이 잦은 모터에 비해 10만시간 이상의 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라 스마트툴링 요구사양인 45°이상의 차량 검출각도를 가질 수 있어 복잡한 알고리즘 처리가 요구되지 않으며, 아울러, 고가의 부품 사용을 배제하여 가격을 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 우수한 성능을 지닌 스마트톨링용 차량감지기에 관한 것이다.Since the present invention is capable of irradiating light wavelengths over a very wide area on the road, there is no need to use a motor to rotate a laser with a very narrow beam angle. Furthermore, compared to motors that have a short lifespan and frequent breakdowns, it can be used for a long time of more than 100,000 hours. Not only is this possible, but it can also have a vehicle detection angle of more than 45°, which is a smart tooling requirement, so complex algorithm processing is not required. In addition, the price can be significantly reduced by eliminating the use of expensive parts, and the smart toll has excellent performance. This is about a vehicle detector for Ring.

일반적으로, 고속도로 톨게이트에서는 항상 차가 막히게 되는데, 이는 고속도로 통행요금 계산을 위해서 차례로 대기해 작은 게이트를 통과함에 따라 병목현상이 발생하기 때문이다.In general, cars are always jammed at highway toll gates. This is because cars wait one after another to pass through small gates to calculate highway tolls, creating a bottleneck.

이러한, 불편함을 해결하기 위해 하이패스를 장착한 차량도 많이 등장했으나, 톨게이트에 진입해서는 안전상의 이유로 30Km/h의 속도 제한이 있는데다 하이패스 차로 변경 시 차량 엇갈림 현상, 속도변경에 따른 교통사고발생, 도로 정체 등 여전히 개선되지 못한 불편함이 존재하고 있다.To solve this inconvenience, many vehicles equipped with Hi-Pass have appeared, but there is a speed limit of 30 km/h when entering a toll gate for safety reasons, and when changing to the Hi-Pass lane, vehicle crossing occurs and traffic accidents occur due to speed changes. There are still inconveniences that have not been improved, such as road congestion.

이와 같이 현재, 운행 중인 하이패스 시스템에서는 하이패스 단말기를 부착한 하이패스 차량만 통행하는 전용차로 개념으로 운영하며, 하이패스 단말기를 부착하지 않은 일반 차량이 하이패스 전용차로로 통과할 경우에는 위반으로 처리한다.As such, the Hi-Pass system currently in operation operates under the concept of a dedicated lane where only Hi-Pass vehicles equipped with a Hi-Pass terminal can pass, and if a general vehicle without a Hi-Pass terminal passes through the Hi-Pass exclusive lane, it is considered a violation. Process it.

하지만, 스마트 톨링 시스템은 하이패스 차량이나 일반 차량 모두가 동일한 스마트 톨링 차로를 통행하는 개념으로 운영하게 된다. However, the smart tolling system operates under the concept that both high-pass vehicles and regular vehicles travel in the same smart tolling lane.

하이패스 차량에 대해서는 현재와 동일한 하이패스 처리가 이루어지지만, 일반 차량에 대해서는 통행료를 정상적으로 수납 할 수 있는 다양한 방법이 준비되고 있다.For Hi-Pass vehicles, the same Hi-Pass processing is performed as currently, but for general vehicles, various methods are being prepared to collect toll fees normally.

이와 같이 스마트 톨링 시스템은 하이패스 시스템보다 차량번호 인식 강화 및 주요 제어장비 이중화가 적용되는 것이며, 유료도로 운영 측면에서의 스마트 톨링 시스템은 하이패스 시스템보다 진화된 서비스인 것이다.In this way, the smart tolling system has enhanced license plate recognition and dualization of key control equipment than the Hi-Pass system, and the smart tolling system in terms of toll road operation is an advanced service than the Hi-Pass system.

스마트 톨링 시스템에서는 유료도로 진출입로 구간에서는 현행 하이패스 시스템처럼 단차로 형태로 차로장치를 구축할 수 있음과 더불어 유료도로 본선 구간에는 다차로 형태로 차로장치를 구축할 수 있으며, 최근에는 레이저 스캐너를 이용한 차량 검지 방법 및 이를 이용한 스마트 톨링 제어 방법 및 시스템이 국내등록특허공보 등록번호 제10-1895779호로 제안된 바 있다.In the smart tolling system, lane devices can be constructed in the form of single lanes like the current high-pass system in the toll road entrance/exit section, and in the main line section of the toll road, lane devices can be constructed in the form of multiple lanes. Recently, laser scanners have been installed. A vehicle detection method and a smart tolling control method and system using the same have been proposed in Domestic Patent Publication No. 10-1895779.

그러나, 상기 국내등록특허공보 등록번호 제10-1895779호로 제안된 스마트 톨링 제어방법 및 시스템 등에서 사용되는 레이저를 사용한 차량감지기의 경우, 지향각이 매우 좁은 레이저를 사용하였기에 모터를 사용하여 레이저를 사용하는 차량감지기를 회전시켜야 하는 문제점이 있다.However, in the case of the vehicle detector using a laser used in the smart tolling control method and system proposed in Domestic Patent Publication No. 10-1895779, a laser with a very narrow beam angle is used, so it is necessary to use a laser using a motor. There is a problem in that the vehicle detector must be rotated.

또한, 레이저를 사용하는 차량감지기를 회전시키기 위한 모터의 경우 수명이 짧고, 기계적인 구동으로 인해 고장이 잦은 문제점이 있다.In addition, the motor used to rotate the vehicle detector using the laser has a short lifespan and frequent breakdowns due to mechanical driving.

이와 더불어, 레이저를 사용하는 차량감지기는 모터의 구동으로 약 190°의 넓은 지향각을 가질 수 있으나 해당차로와 인접한 다른 차로까지 검출하게 됨에 따라 복잡한 알고리즘 처리를 요구하는 문제점이 있다.In addition, a vehicle detector using a laser can have a wide beam angle of about 190° by driving a motor, but it has the problem of requiring complex algorithm processing as it detects other lanes adjacent to the relevant lane.

나아가, 모터의 구동으로 회전가능한 레이저를 사용하는 차량감지기는 고가의 부품을 요구하기에 가격이 높아지는 문제점이 있다.Furthermore, vehicle detectors that use a laser that can be rotated by driving a motor have the problem of increasing prices because they require expensive parts.

국내등록특허공보 등록번호 제10-1895779호Domestic Registered Patent Publication Registration No. 10-1895779

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 차로에 매우 넓은 면적의 광파장조사가 가능하기 때문에 지향각이 매우 좁은 레이저를 회전시키기 위한 모터를 사용할 필요가 없고, 나아가, 수명이 짧고 고장이 잦은 모터에 비해 10만시간 이상의 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라 스마트툴링 요구사양인 45°이상의 차량 검출각도를 가질 수 있어 복잡한 알고리즘 처리가 요구되지 않으며, 아울러, 고가의 부품 사용을 배제하여 가격을 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 우수한 성능을 지닌 스마트톨링용 차량감지기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems. Since it is possible to irradiate light wavelengths over a very large area on the road, there is no need to use a motor to rotate a laser with a very narrow beam angle, and furthermore, it has a short lifespan and is prone to failure. Compared to frequent motors, it can be used for a long period of time (more than 100,000 hours) and can have a vehicle detection angle of more than 45°, which is a smart tooling requirement, so complex algorithm processing is not required. In addition, the price is greatly reduced by eliminating the use of expensive parts. The purpose is to provide a vehicle detector for smart tolling that is capable of doing so and has excellent performance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도로의 겐트리에 설치되어 상기 겐트리를 통과하는 차량을 감지하는 스마트톨링용 차량감지기에 있어서, 차로로 설정된 영역대의 파장을 조사하기 위한 LED와; 상기 LED의 파장을 집광하는 집광렌즈와; 상기 집광렌즈가 집광한 파장을 차로로 면발광시키는 렌티큘러 렌즈와; 차량으로부터 반사되어 입사되는 상기 LED의 파장을 투과시키면서 적어도 가시(visible)영역대의 파장을 차단하는 광필터와; 상기 광필터를 투과한 파장을 집광하는 컨벡스 렌즈와; 상기 컨벡스 렌즈가 집광한 파장을 수광하는 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)와; 상기 LED와 상기 어밸런치 포토다이오드를 TOF(Time of Flight)방식으로 제어하여 차량을 감지하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트툴링용 차량감지기를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a smart tolling vehicle detector installed in a gantry of a road to detect a vehicle passing through the gantry, including an LED for irradiating a wavelength in an area set as a lane; a condenser lens that condenses the wavelengths of the LED; a lenticular lens that emits surface light using the wavelengths collected by the condenser lens; an optical filter that transmits the wavelengths of the LED reflected and incident from the vehicle while blocking at least the wavelengths in the visible region; a convex lens that condenses the wavelengths transmitted through the optical filter; an avalanche photo diode that receives the wavelength collected by the convex lens; A control unit that detects a vehicle by controlling the LED and the avalanche photodiode in a TOF (Time of Flight) method provides a vehicle detector for smart tooling, comprising a.

여기서, 상기 LED는 940nm LED로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the LED is preferably made of 940nm LED.

그리고, 상기 렌티큘러 렌즈의 LPI(인치당 라인)은 35 LPI 내지 50 LPI인 것이 바람직하다.Additionally, the LPI (lines per inch) of the lenticular lens is preferably between 35 LPI and 50 LPI.

나아가, 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)는 상기 컨벡스 렌즈가 집광한 파장을 16개의 구역으로 나누어 수신하는 16채널 어밸런치 포토다이오드(16-channel APD)로 이루어지는 것이 바람직하다.Furthermore, the avalanche photo diode is preferably composed of a 16-channel avalanche photo diode (16-channel APD) that receives the wavelength collected by the convex lens by dividing it into 16 zones.

더불어, 상기 제어부의 전측 하부에 상기 LED배치, 상기 LED의 전측에 상기 집광렌즈가 배치, 상기 집광렌즈의 전측에 상기 렌티큘러 렌즈가 배치, 상기 제어부의 전측 상부에 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)가 배치, 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)의 전측에 상기 컨벡스 렌즈가 배치 및 상기 컨벡스 렌즈의 전측에 상기 광필터가 배치되도록 내부에 상기 LED, 상기 집광렌즈, 상기 렌티큘러 렌즈, 상기 광필터, 상기 컨벡스 렌즈, 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode) 및 상기 제어부가 구비되고, 전측 하부에 상기 LED가 조사하는 파장이 통과하는 하부관통구가 형성되며, 전측 상부에 차량으로부터 반사되는 파장이 입사되는 상부관통구가 형성되는 케이스;가 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트톨링용 차량감지기. In addition, the LED is disposed in the front lower part of the control unit, the condenser lens is disposed in front of the LED, the lenticular lens is disposed in front of the condenser lens, and the avalanche photo diode is disposed in the front upper part of the control unit. ) is disposed, the convex lens is disposed on the front side of the avalanche photo diode, and the optical filter is disposed on the front side of the convex lens. Inside, the LED, the condenser lens, the lenticular lens, and the light A filter, the convex lens, the avalanche photo diode, and the control unit are provided, and a lower through hole through which the wavelength irradiated by the LED passes is formed at the lower front side, and the wavelength reflected from the vehicle is formed at the upper front side. A vehicle detector for smart tolling, characterized in that it is provided with a case in which the upper through-hole through which the incident occurs is formed.

아울러, 상기 케이스의 하부관통구가 상기 상부관통구의 후측 하부방향에 위치하도록 상기 케이스의 하부 전측이 상기 케이스의 후측방향으로 함입된 상태로 단차형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the lower front side of the case is stepped toward the rear of the case so that the lower through-hole of the case is located in the rear lower direction of the upper through-hole.

그리고, 상기 케이스의 내부에 상기 제어부가 전측에 고정되는 브라켓과; 상기 제어부의 전측 상부에 고정되고, 상기 컨벡스 렌즈가 수용되는 수용구가 형성되는 렌즈홀더;가 구비되는 것이 바람직하다.And, a bracket fixed to the front of the control unit inside the case; It is preferable that a lens holder is fixed to the front upper part of the control unit and has a receiving hole for accommodating the convex lens.

본 발명은 렌티큘러 렌즈를 통해 LED의 파장을 차로에 면발광시켜 차로에 매우 넓은 면적으로 광파장조사가 가능하기 때문에 지향각이 매우 좁은 레이저를 회전시키기 위한 모터를 사용할 필요가 없고, 나아가, 수명이 짧고 고장이 잦은 모터에 비해 10만시간 이상의 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라 스마트툴링 요구사양인 45°이상의 차량 검출각도를 가질 수 있어 복잡한 알고리즘 처리가 요구되지 않으며, 아울러, 고가의 부품 사용을 배제하여 가격을 타사 대비 1/10로 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 우수한 성능을 지닌 효과가 있다.The present invention makes it possible to irradiate light wavelengths over a very wide area on the road by emitting the wavelength of the LED onto the road through a lenticular lens, so there is no need to use a motor to rotate the laser with a very narrow beam angle, and furthermore, the lifespan is short. Compared to motors that frequently break down, it can be used for a long period of time (more than 100,000 hours) and can have a vehicle detection angle of more than 45°, which is a smart tooling requirement, so complex algorithm processing is not required. In addition, the price is reduced by eliminating the use of expensive parts. Not only can it save a significant amount by 1/10 compared to other companies, but it also has excellent performance.

도 1은 본 발명의 일실시예인 스마트톨링용 차량감지기를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 분리사시도이고,
도 3은 도 1의 A - A선에 따른 단면도이고,
도 4는 도 1의 B - B선에 따른 단면도이고,
도 5는 전측케이스를 개략적으로 나타내는 도 2의 C - C선에 따른 단면도이고,
도 6은 후측케이스의 각 모서리 부위에 고정슬릿이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 7은 컨벡스 렌즈를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 8은 케이스가 겐트리에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
Figure 1 is a perspective view schematically showing a vehicle detector for smart tolling, which is an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1;
Figure 4 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 1;
Figure 5 is a cross-sectional view taken along line C-C of Figure 2 schematically showing the front case;
Figure 6 is a perspective view schematically showing the state in which fixing slits are formed at each corner of the rear case;
Figure 7 is a side view schematically showing a convex lens;
Figure 8 is a front view schematically showing the case installed in the gantry.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail based on the attached drawings. Of course, the scope of the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예인 스마트톨링용 차량감지기를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리사시도이고, 도 3은 도 1의 A - A선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1의 B - B선에 따른 단면도이다.Figure 1 is a perspective view schematically showing a vehicle detector for smart tolling, which is an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A - A of Figure 1, and Figure 4 is a This is a cross-sectional view along line B-B in 1.

본 발명의 일실시예인 스마트톨링용 차량감지기는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 크게, LED(20), 집광렌즈(30), 렌티큘러 렌즈(40, Lenticular lens), 광필터(50), 컨벡스 렌즈(60, Convex lens), 어밸런치 포토다이오드(70, Avalanche Photo Diode) 및 제어부(80)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figures 1 and 2, the vehicle detector for smart tolling, which is an embodiment of the present invention, largely consists of an LED (20), a condenser lens (30), a lenticular lens (40), an optical filter (50), and a convex. It includes a lens (60), an avalanche photo diode (70), and a control unit (80).

먼저, 상기 LED(20)는 차로로 설정된 적외선 영역대의 파장을 조사하게 된다.First, the LED 20 irradiates a wavelength in the infrared range set to the lane.

사람의 눈에 보이지 않는 적외선 영역에서 주로 사용되는 파장대의 LED(20)로서 주로 850nm와 950nm LED가 사용될 수 있으며, 이에 따라 IR LED 제조시 화합물에 따라 2가지 파장만이 주로 방출 및 대량 생산이 가능하여 가격대가 저렴한 장점이 있게 된다.850nm and 950nm LEDs can be mainly used as LEDs (20) in the wavelength range mainly used in the infrared region invisible to the human eye. Accordingly, only two wavelengths can be mainly emitted and mass produced depending on the compound when manufacturing IR LEDs. Therefore, it has the advantage of low price.

이 중 상기 LED(20)가 940nm LED로 이루어질 경우, 상기 어밸런치 포토다이오드(70)의 광흡수 피크(peak)파장이 약 950nm 로 높게 향상될 수 있어 상기 LED(20)는 940nm LED로 이루어지는 것이 좋다.Among these, when the LED 20 is made of a 940nm LED, the peak light absorption wavelength of the avalanche photodiode 70 can be improved to about 950nm, so the LED 20 is made of a 940nm LED. good night.

다음으로, 상기 집광렌즈(30)는 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장을 집광하게 된다.Next, the condenser lens 30 condenses the wavelengths of the LED 20 in the infrared range.

상기 LED(20)를 이룰 수 있는 940nm LED의 경우 넓은 지향성으로 인해 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장이 상기 LED(20)의 측면 외부방향으로 퍼지면서 세어나갈 우려가 다분함으로, 이를 방지하기 위해, 상기 집광렌즈(30)를 통해 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장을 집광하여 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장이 차로로 용이하게 조사될 수 있도록 할 수 있다.In the case of the 940nm LED that can form the LED (20), due to the wide directivity, there is a high risk that the wavelength in the infrared range of the LED (20) will spread outward from the side of the LED (20) and be counted. To prevent this, To this end, the wavelengths in the infrared range of the LED 20 can be condensed through the condenser lens 30 so that the wavelengths in the infrared range of the LED 20 can be easily radiated onto the roadway.

다음으로, 상기 렌티큘러 렌즈(40)는 상기 집광렌즈(30)가 집광한 적외선 영역대의 파장을 차로로 면발광시키게 된다.Next, the lenticular lens 40 emits surface light at a wavelength in the infrared range collected by the condenser lens 30.

상기 렌티큘러 렌즈(40)는 미세한 곡률반경을 가지면서, 일정한 피치로 반복적으로 형성된 무늬의 렌즈로서, 45°이상의 지향각을 갖기 위해, 상기 렌티큘러 렌즈(40)의 LPI(인치당 라인)은 35 LPI 내지 50 LPI인 것이 좋다.The lenticular lens 40 is a lens with a fine radius of curvature and a pattern repeatedly formed at a constant pitch. In order to have a beam angle of 45° or more, the LPI (lines per inch) of the lenticular lens 40 is 35 LPI to 35 LPI. 50 LPI is good.

상기 렌티큘러 렌즈(40)의 LPI(인치당 라인)가 35 LPI 미만인 경우, 상기 렌티큘러 렌즈(40)의 지향각이 지향각이 너무 좁아 차로에서의 면발광면적이 차선을 커버하지 못할 정도로 좁아지게 되는 문제점이 있다.When the LPI (lines per inch) of the lenticular lens 40 is less than 35 LPI, the beam angle of the lenticular lens 40 is so narrow that the surface light emitting area in the lane becomes narrow enough to not cover the lane. There is.

상기 렌티큘러 렌즈(40)의 LPI(인치당 라인)가 50 LPI 초과인 경우, 상기 렌티큘러 렌즈(40)의 지향각이 보다 커질 수 있겠으나, 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장세기와 조사거리가 저하되어 상기 어밸런치 포토다이오드(70)의 수광효율 또한 저하되는 문제점이 있다.When the LPI (lines per inch) of the lenticular lens 40 is greater than 50 LPI, the beam angle of the lenticular lens 40 may be larger, but the wavelength intensity and irradiation distance in the infrared range of the LED 20 are There is a problem in that the light receiving efficiency of the avalanche photodiode 70 also decreases.

상기 렌티큘러 렌즈(40)를 통해 적외선 영역대의 파장을 차로로 보다 용이하게 면발광시키기 위해, 상기 렌티큘러 렌즈(40)의 LPI(인치당 라인)은 특히 40 LPI인 것이 더욱 좋다.In order to more easily surface emit a wavelength in the infrared range through the lenticular lens 40, it is better that the LPI (lines per inch) of the lenticular lens 40 is particularly 40 LPI.

다음으로, 상기 광필터(50)는 차로를 주행하는 차량으로부터 반사되어 입사되는 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장은 투과시키면서 적어도 850nm 이하의 가시(visible)영역대의 파장을 차단하게 된다.Next, the optical filter 50 blocks wavelengths in the visible region of at least 850 nm or less while transmitting the wavelengths in the infrared region of the LED 20 that are reflected and incident from a vehicle traveling on the lane.

상기 광필터(50)는 밴드 패스 필터(Band pass filter) 또는 비저블 컷 필터(Visible cut filter)로 이루어질 수 있다.The optical filter 50 may be made of a band pass filter or a visible cut filter.

여기서, 상기 광필터(50)를 이룰 수 있는 밴드 패스 필터(Band pass filter)는 950nm ± 20nm 등의 특정 파장만이 통과하는 필터로서, 야외의 태양광을 더욱 효과적으로 차단할 수 있겠으나, 가격이 고가이고 LED의 반치전폭(FWHM)이 넓기 때문에 신호영역까지 일부 차단되어 측정거리가 짧아지는 문제점이 있다.Here, the band pass filter that can form the optical filter 50 is a filter through which only specific wavelengths such as 950 nm ± 20 nm pass, and can block outdoor sunlight more effectively, but is expensive. And because the full width at half maximum (FWHM) of the LED is wide, there is a problem in that the signal area is partially blocked, shortening the measurement distance.

이에, 상기 광필터(50)는 야외에서 태양광에 의한 외란광 노이즈를 억제하기 위해 0nm 초과 850nm 이하의 가시(visible)영역대를 차단하는 저가인 비저블 컷 필터(Visible cut filter)로 이루어는 것이 더욱 바람직하다.Accordingly, the optical filter 50 is made of a low-cost visible cut filter that blocks the visible region between 0 nm and 850 nm to suppress disturbance light noise caused by sunlight outdoors. It is more desirable.

다음으로, 상기 컨벡스 렌즈(60)는 상기 광필터(50)를 투과한 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장을 집광하여 상기 어밸런치 포토다이오드(70)에 용이하게 입사될 수 있도록 한다.Next, the convex lens 60 focuses the wavelengths in the infrared range of the LED 20 that have passed through the optical filter 50 so that they can be easily incident on the avalanche photodiode 70.

다음으로, 상기 어밸런치 포토다이오드(70)는 상기 컨벡스 렌즈(60)가 집광한 상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장을 수광하게 된다.Next, the avalanche photodiode 70 receives the wavelength in the infrared range of the LED 20 condensed by the convex lens 60.

상기 어밸런치 포토다이오드(70)는 다양한 종류로 이루어질 수 있으며, 특히, 16개의 구역으로 나누어 수신하는 16채널 어밸런치 포토다이오드(16ch APD)로 이루어지는 것이 좋다.The avalanche photodiode 70 may be made of various types, and in particular, it is preferably made of a 16-channel avalanche photodiode (16ch APD) that receives signals divided into 16 zones.

그 이유로, 상기 어밸런치 포토다이오드(70)를 이룰 수 있는 16채널 어밸런치 포토다이오드(16ch APD)는 일반 포토다이오드에 비해 수광률(gain)이 100배 이상으로 더욱 미세한 신호를 측정하는데 유리하며, 상기 LED(20)를 이룰 수 있는 면발광 형태를 갖는 940nm LED의 경우, 빛신호가 레이저에 비해 약하기 때문에 상기 LED(20)를 이룰 수 있는 940nm LED의 미세한 빛신호를 상기 어밸런치 포토다이오드(70)가 용이하게 수광하여 측정하기 위해 상기 어밸런치 포토다이오드(70)는 16채널 어밸런치 포토다이오드(16ch APD)이 좋다.For that reason, the 16-channel avalanche photodiode (16ch APD), which can form the avalanche photodiode 70, has a gain of more than 100 times that of a general photodiode, making it advantageous for measuring finer signals, In the case of the 940nm LED having a surface emission form that can form the LED (20), the light signal is weaker than that of the laser, so the fine light signal of the 940nm LED that can form the LED (20) is transmitted through the avalanche photodiode (70). ) In order to easily receive and measure light, the abalance photodiode 70 is preferably a 16-channel avalanche photodiode (16ch APD).

특히, 16채널 어밸런치 포토다이오드(16ch APD)로 이루어질 수 있는 상기 어밸런치 포토다이오드(70)를 16채널(ch)로 제작한 이유는 6m의 겐트리에서 차량을 감지시 한 채널당 30cm를 감지할 수 있으며, 이는 고속도로의 한 차선 폭이 약 3.6m 이며, 1.5차선의 경우 약 4.9m가 된다.In particular, the reason why the avalanche photodiode 70, which can be made of a 16-channel avalanche photodiode (16ch APD), was manufactured with 16 channels (ch) is that when detecting a vehicle in a 6m gantry, 30cm per channel can be detected. The width of one lane on a highway is approximately 3.6m, and for 1.5 lanes, it is approximately 4.9m.

본 발명인 스마트툴링용 차량감지기 제품은 차선 1개 마다 설치가 되는데, 제품 1개는 1.5차선을 감지하게 되고 이는 고속도로에서 차선을 옮기는 차량을 감지하기 위한 것이다.The vehicle detector product for smart tooling of the present invention is installed in each lane. One product detects 1.5 lanes, and this is to detect vehicles changing lanes on the highway.

보통 채널 배열은 1채널, 4채널, 8채널, 16채널, 32채널을 사용하게 되는데 이는 TDC(time to digital converter) IC의 입력 채널에 따라 결정하게 되며 8채널 사용시 한채널당 60cm를 감지하게 되나, 고속도로에서 차량이 고속 주행시(100km/h) 차량 감지기가 200khz 샘플링 속도로 디텍팅 할 경우, 처음 감지 후 다음 감지시까지 차량이 30cm를 이동하게 되기 때문에 상기 어밸런치 포토다이오드(70)로서 상기 16채널 어밸런치 포토다이오드(16ch APD)를 사용할 경우, 샘플링 한 번당 1개의 채널 이동이 감지가 되어 차량이 차선을 변경할 경우에도 효과적으로 감지가 가능해질 수 있다.Usually, the channel array uses 1 channel, 4 channels, 8 channels, 16 channels, and 32 channels. This is determined depending on the input channel of the TDC (time to digital converter) IC. When 8 channels are used, 60 cm is detected per channel. When a vehicle is driving at high speed (100 km/h) on the highway and the vehicle detector detects at a sampling rate of 200khz, the vehicle moves 30cm from the first detection to the next detection, so the 16 channels as the avalanche photodiode 70 When using an avalanche photodiode (16ch APD), movement of one channel is detected per sampling, enabling effective detection even when the vehicle changes lanes.

다음으로, 상기 제어부(80)는 상기 LED(20)와 상기 어밸런치 포토다이오드(70)를 일정시간 간격을 두고 TOF(Time of Flight)방식으로 간헐적으로 제어할 수 있다.Next, the control unit 80 may intermittently control the LED 20 and the avalanche photodiode 70 in a TOF (Time of Flight) method at certain time intervals.

상기 제어부(80)는 상기 제어부(80)는 인쇄회로기판(PCB) 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.The control unit 80 may be made of various types, such as a printed circuit board (PCB).

상기 제어부(80)는 상기 어밸런치 포토다이오드(70)에 수광된 파장을 이용하여 차량의 위치, 거리 등을 산출하면서 차량을 감지할 수 있으며, 이는 공지된 사항이므로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.The control unit 80 can detect the vehicle while calculating the location and distance of the vehicle using the wavelength received by the avalanche photodiode 70. Since this is a known matter, detailed description will be omitted below. .

다음으로, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이 상기 LED(20), 상기 집광렌즈(30), 상기 렌티큘러 렌즈(40), 상기 광필터(50), 상기 컨벡스 렌즈(60), 상기 어밸런치 포토다이오드(70) 및 상기 제어부(80)가 내부에 구비되는 케이스(10)가 구비될 수 있다.Next, as shown in FIGS. 1 to 4, the LED 20, the condenser lens 30, the lenticular lens 40, the optical filter 50, the convex lens 60, and the avalanche photo. A case 10 may be provided in which the diode 70 and the control unit 80 are provided.

상기 케이스(10)의 내부에 구비되는 상기 제어부(80)의 전측 하부에 상기 LED(20)가 상기 제어부(80)의 일측에서 타측방향으로 일정간격으로 배치될 수 있다.The LEDs 20 may be disposed at regular intervals from one side of the control unit 80 to the other side of the control unit 80 provided inside the case 10 .

상기 LED(20)의 전측에 상기 집광렌즈(30)가 배치된 상태로 상기 집광렌즈(30)는 상기 제어부(80)의 전측 하부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정된 상태로 배치될 수 있으며, 상기 집광렌즈(30)의 내측에 상기 LED(20)가 수용될 수 있다.With the condenser lens 30 disposed on the front side of the LED 20, the condenser lens 30 may be fixed to the front lower part of the control unit 80 in various ways, such as by bolting, The LED 20 may be accommodated inside the condenser lens 30.

상기 집광렌즈(30)의 전측에 상기 렌티큘러 렌즈(40)가 배치될 수 있다.The lenticular lens 40 may be disposed in front of the condenser lens 30.

상기 제어부(80)의 전측 상부에 상기 어밸런치 포토다이오드(70)가 배치될 수 있다.The avalanche photodiode 70 may be disposed on the upper front side of the control unit 80.

상기 어밸런치 포토다이오드(70)의 전측에 상기 컨벡스 렌즈(60)가 배치될 수 있다.The convex lens 60 may be disposed in front of the avalanche photodiode 70.

상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측에 상기 광필터(50)가 배치될 수 있다.The optical filter 50 may be disposed in front of the convex lens 60.

상기 광필터(50)는 적어도 상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측에 위치하도록 상기 케이스(10)의 내부 상측에 구비되는 것이 바람직하겠으나, 상기 광필터(50)가 상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측 및 상기 렌티큘러 렌즈(40)의 전측에 각각 위치하도록 상기 케이스(10)의 내부 상측과 내부 하측 모두에 구비될 수도 있음은 물론이다.It is preferable that the optical filter 50 is provided on the inner upper side of the case 10 so as to be located at least in front of the convex lens 60. However, the optical filter 50 is located on the front and rear sides of the convex lens 60. Of course, it can also be provided on both the upper and lower inner sides of the case 10 so as to be located in front of the lenticular lens 40, respectively.

상기 케이스(10)의 전측 하부에는 상기 LED(20)가 조사하는 적외선 영역대의 파장이 통과하는 하부관통구(124)가 형성될 수 있다.A lower penetration hole 124 may be formed in the front lower part of the case 10 through which wavelengths in the infrared range irradiated by the LED 20 pass.

상기 케이스(10)의 전측 상부에는 차량으로부터 반사되는 LED(20)의 적외선 영역대의 파장이 입사되는 상부관통구(123)가 형성될 수 있다.An upper through-hole 123 may be formed in the front upper part of the case 10 through which wavelengths in the infrared range of the LED 20 reflected from the vehicle are incident.

도 5는 전측케이스를 개략적으로 나타내는 도 2의 C - C선에 따른 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view taken along line C-C of Figure 2 schematically showing the front case.

상기 케이스(10)는 일예로, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 크게, 후측케이스(110)와 전측케이스(120)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the case 10 may be largely composed of a rear case 110 and a front case 120, as shown in FIGS. 1 to 5.

상기 후측케이스(110)의 내부에 상기 LED(20), 상기 집광렌즈(30), 상기 렌티큘러 렌즈(40), 상기 광필터(50), 상기 컨벡스 렌즈(60), 상기 어밸런치 포토다이오드(70) 및 상기 제어부(80)가 볼트고정 등 다양한 방식으로 수용될 수 있다.Inside the rear case 110, the LED 20, the condenser lens 30, the lenticular lens 40, the optical filter 50, the convex lens 60, and the avalanche photodiode (70) ) and the control unit 80 can be accommodated in various ways, such as bolt fixation.

상기 후측케이스(110)의 전측은 개방될 수 있다.The front side of the rear case 110 may be open.

상기 후측케이스(110)의 후측 각 모서리부위에는 고정공(111)이 형성될 수 있다.Fixing holes 111 may be formed at each rear corner of the rear case 110.

도 6은 후측케이스의 각 모서리 부위에 고정슬릿이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.Figure 6 is a perspective view schematically showing a state in which fixing slits are formed at each corner of the rear case.

또는, 상기 후측케이스(110)의 후측 각 모서리부위에는 도 6에서 보는 바와 같이 상기 후측케이스(110)의 일측에서 타측방향으로 일정길이로 좌우연장되는 고정슬릿(112)이 형성될 수 있다.Alternatively, fixed slits 112 may be formed at each rear corner of the rear case 110, extending left and right at a certain length from one side of the rear case 110 to the other side, as shown in FIG. 6.

상기 후측케이스(110)의 고정슬릿(112) 중 상기 후측케이스(110)의 일측방향에 위치하는 상기 고정슬릿(112)의 일측은 개방될 수 있다.Among the fixing slits 112 of the rear case 110, one side of the fixing slit 112 located on one side of the rear case 110 may be open.

그리고, 상기 후측케이스(110)의 고정슬릿(112) 중 상기 후측케이스(110)의 타측방향에 위치하는 상기 고정슬릿(112)의 타측은 개방될 수 있다.Also, the other side of the fixing slit 112 of the rear case 110 located on the other side of the rear case 110 may be open.

상기 후측케이스(110)의 전측 가장자리에는 상기 후측케이스(110)의 전측 가장자리를 따라 연장되는 끼움홈(113)이 형성될 수 있다.A fitting groove 113 extending along the front edge of the rear case 110 may be formed at the front edge of the rear case 110.

상기 후측케이스(110)와 상기 전측케이스(120)를 포함하여 구성될 수 있는 상기 케이스(10)의 기밀성 및 수밀성 향상을 위해, 상기 끼움홈(112)에는 상기 끼움홈(112)과 대응되는 형상의 패킹부재(114)가 분리가능하게 끼움고정될 수 있다.In order to improve the airtightness and watertightness of the case 10, which may include the rear case 110 and the front case 120, the fitting groove 112 has a shape corresponding to the fitting groove 112. The packing member 114 may be detachably fitted.

상기 패킹부재(114)는 고무재질의 오링 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.The packing member 114 may be made of various types, such as an O-ring made of rubber.

다음으로, 상기 전측케이스(120)는 상기 후측케이스(110)의 전측에 분리가능하게 볼트고정 등 다양한 방식으로 구비되어 상기 후측케이스(110)의 전측을 개폐할 수 있다.Next, the front case 120 is detachably provided on the front side of the rear case 110 in various ways, such as by bolting, so that the front side of the rear case 110 can be opened and closed.

상기 전측케이스(120)의 후측은 개방될 수 있다.The rear side of the front case 120 may be open.

상기 전측케이스(120)의 전측면에는 상부관통구(123)와 하부관통구(124)가 상기 전측케이스(120)의 상하방향으로 일정간격으로 형성될 수 있다.On the front side of the front case 120, upper through-holes 123 and lower through-holes 124 may be formed at regular intervals in the vertical direction of the front case 120.

상기 전측케이스(120)는 일예로, 도 2 및 도 5에서 보는 바와 같이 크게, 상부전측케이스(121)와 하부전측케이스(122)를 포함하여 이루어질 수 있다.For example, the front case 120 may largely include an upper front case 121 and a lower front case 122, as shown in FIGS. 2 and 5.

상기 상부전측케이스(121)의 하부 중간부에 상기 상부관통구(123)가 형성될 수 있다.The upper through-hole 123 may be formed in the lower middle portion of the upper front case 121.

상기 하부전측케이스(122)의 상부 중간부에 상기 하부관통구(124)가 형성될 수 있다.The lower through-hole 124 may be formed in the upper middle portion of the lower front case 122.

상기 케이스(10)의 하부관통구(124)가 상기 상부관통구(123)의 후측 하부방향에 위치하도록 상기 케이스(10)의 전측케이스(120)의 하부 전측은 상기 케이스(10)의 전측케이스(120)의 후측방향으로 '┓'형상으로 일정깊이로 함입된 상태로 단차형성될 수 있다.The lower front side of the front case 120 of the case 10 is positioned so that the lower through-hole 124 of the case 10 is located in the rear lower direction of the upper through-hole 123. A step may be formed in a '┓' shape in the rearward direction of (120), indented to a certain depth.

이로 인해 상기 상부전측케이스(121)의 하부면에 상기 하부전측케이스(122)의 전면과 직교를 이루는 단차면(125)이 상기 상부전측케이스(121)의 일측에서 타측방향으로 일정길이로 좌우연장형성될 수 있다.As a result, a step surface 125 perpendicular to the front of the lower front case 122 on the lower surface of the upper front case 121 extends left and right at a certain length from one side of the upper front case 121 to the other side. can be formed.

상기 LED(20)의 적외선 영역대의 파장은 상기 하부관통구(124)를 통과하여 상기 케이스(10)의 외부방향의 차로로 조사될 수 있고, 상기 케이스(10)의 외부방향의 차로로 조사된 적외선 영역대의 파장은 차량 등의 감지대상물에 반사되어 상기 상부관통구(123)를 통과하면서 상기 어밸런치 포토다이오드(70)로 수광될 수 있다.The wavelength in the infrared range of the LED 20 may pass through the lower penetration hole 124 and be irradiated to the roadway in the outer direction of the case 10. Wavelengths in the infrared range may be reflected by a sensing object, such as a vehicle, and be received by the avalanche photodiode 70 while passing through the upper through hole 123.

여기서, 상기 하부관통구(124)를 통해 상기 케이스(10)의 외부방향의 차로로 조사되는 적외선 영역대의 파장 일부와 더불어 상기 케이스(10)의 내부에서 난반사된 적외선 영역대의 파장 일부는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 단차면(125)에 반사(도 5의 점선 화살표 참조.)될 수 있기 때문에 상기 케이스(10)의 외부방향으로 조사되는 적외선 영역대의 파장 일부 및 상기 케이스(10)의 내부에서 난반사된 적외선 영역대의 파장 일부가 상기 상부관통구(123)로 입사되는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있게 된다.Here, a part of the wavelength in the infrared range irradiated to the roadway in the outer direction of the case 10 through the lower penetration hole 124 and a part of the wavelength in the infrared range diffusely reflected inside the case 10 are shown in FIG. 5. As can be seen, because it can be reflected on the step surface 125 (see the dotted arrow in FIG. 5), some of the wavelengths in the infrared range irradiated to the outside of the case 10 and diffusely reflected inside the case 10. It is possible to more efficiently prevent part of the wavelengths in the infrared range from being incident on the upper through-hole 123.

도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이 상기 케이스(10)의 후측케이스(110)의 내부에는 브라켓(11)이 수직구비될 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 4, a bracket 11 may be vertically installed inside the rear case 110 of the case 10.

상기 브라켓(11)의 일측과 타측은 상기 케이스(10)의 전측케이스(120)의 내부 일측과 내부 타측에 각각 볼트고정 등 다양한 방식으로 분리가능하게 구비될 수 있다.One side and the other side of the bracket 11 may be detachably provided in various ways, such as fixing with bolts to one inner side and the other inner side of the front case 120 of the case 10, respectively.

상기 브라켓(11)의 전측에 상기 제어부(80)가 볼트고정 등 다양한 방식으로 분리가능하게 수직고정될 수 있다.The control unit 80 can be vertically fixed to the front of the bracket 11 in a detachable manner using various methods such as bolt fixation.

도 7은 컨벡스 렌즈를 개략적으로 나타내는 측면도이다.Figure 7 is a side view schematically showing a convex lens.

다음으로, 차량 등의 감지대상물에서 반사되어 상기 컨벡스 렌즈(60)로 45°의 각도로 입사 및 상기 컨벡스 렌즈(60)를 통해 집광된 적외선 영역대의 파장이 상기 어밸런치 포토다이오드(70)로 보다 용이하게 입사될 수 있도록 하기 위해, 도 7에서 보는 바와 같이 상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측은 상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측방향으로 볼록한 비구면(AS)으로 이루어지고, 상기 컨벡스 렌즈(60)의 후측은 상기 컨벡스 렌즈(60)의 후측방향으로 볼록한 구면(SS)으로 이루어질 수 있다.Next, the wavelength in the infrared region reflected from a detection object such as a vehicle, incident on the convex lens 60 at an angle of 45°, and collected through the convex lens 60 is viewed by the avalanche photodiode 70. In order to facilitate incident light, as shown in FIG. 7, the front side of the convex lens 60 is made of an aspherical surface (AS) that is convex in the front direction of the convex lens 60, and the convex lens 60 The rear side may be made of a spherical surface (SS) that is convex toward the rear of the convex lens 60.

특히, 상기 컨벡스 렌즈(60)를 통해 집광된 적외선 영역대의 파장이 상기 어밸런치 포토다이오드(70)로 보다 더더욱 용이하게 입사될 수 있도록 하기 위해, 비구면(AS)인 상기 컨벡스 렌즈(60)의 전측의 곡률반경값 R은 12.2022이고, 구면(SS)인 상기 컨벡스 렌즈(60)의 후측의 곡률반경값 R은 14.0705인 것이 좋다.In particular, in order to allow the wavelengths in the infrared range condensed through the convex lens 60 to more easily enter the avalanche photodiode 70, the front side of the convex lens 60, which is aspherical (AS), The radius of curvature R is 12.2022, and the radius of curvature R at the rear of the spherical (SS) convex lens 60 is preferably 14.0705.

상기 컨벡스 렌즈(60)는 상기 제어부(80)의 전측 상부에 위치고정될 수 있으며, 상기 컨벡스 렌즈(60)를 상기 제어부(80)의 전측 상부에 용이하게 위치고정시키기 위한 렌즈홀더(12)가 구비될 수 있다.The convex lens 60 can be positioned and fixed on the upper front side of the control unit 80, and a lens holder 12 is provided to easily position the convex lens 60 on the upper front side of the control unit 80. It can be provided.

상기 렌즈홀더(12)는 일예로, 판상의 홀더몸체(12a)와 관상의 보조홀더몸체(12b)로 구성될 수 있다.For example, the lens holder 12 may be composed of a plate-shaped holder body 12a and a tubular auxiliary holder body 12b.

판상의 상기 홀더몸체(12a)의 각 모서리부위는 상기 제어부(80)의 전측 상부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다.Each corner of the plate-shaped holder body 12a can be fixed to the front upper part of the control unit 80 in various ways, such as by bolting.

판상의 상기 홀더몸체(12a)에는 수용구(12c)가 편심형성될 수 있고, 상기 수용구(12c)에 상기 어밸런치 포토다이오드(70)가 배치될 수 있다.A receiving hole (12c) may be eccentrically formed in the plate-shaped holder body (12a), and the avalanche photodiode (70) may be disposed in the receiving hole (12c).

관상의 상기 보조홀더몸체(12b)의 전측의 반대측인 후측은 판상의 상기 홀더몸체(12a)의 수용구(12c)에 분리가능하게 억지끼움고정 등 다양한 방식으로 끼움고정될 수 있다.The rear side, which is opposite to the front side of the tubular auxiliary holder body 12b, can be detachably fixed to the receiving port 12c of the plate-shaped holder body 12a in various ways, such as press fit.

관상의 상기 보조홀더몸체(12b)의 후측 내부에 상기 컨벡스 렌즈(60)가 수직구비될 수 있다.The convex lens 60 may be vertically installed inside the rear side of the tubular auxiliary holder body 12b.

상기 어밸런치 포토다이오드(70)는 상기 제어부(80)의 전측 상부에 구비되어 상기 렌즈홀더(12)의 수용구(12c)에 배치될 수 있다.The avalanche photodiode 70 may be provided on the upper front side of the control unit 80 and placed in the receiving hole 12c of the lens holder 12.

도 8은 케이스가 겐트리에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이다.Figure 8 is a front view schematically showing the case installed in the gantry.

다음으로, 상기 케이스(10)의 상부관통구(123)와 하부관통구(124)가 차로와 마주보도록 상기 케이스(10)는 수평으로 눕혀진 상태로 도 8에서 보는 바와 같이 교통신호기 또는 도로전광 표지판 등의 교통안전시설물을 지지하기 위해 사용되는 케이트 형식의 구조물인 겐트리(3)의 상부에 일정높이로 구비된 거더(3a)의 저면에 구비될 수 있다.Next, the case 10 is laid horizontally so that the upper through hole 123 and the lower through hole 124 of the case 10 face the lane, and a traffic signal or road light is installed as shown in FIG. 8. It can be provided on the bottom of the girder (3a) provided at a certain height on the top of the gantry (3), which is a gate-type structure used to support traffic safety facilities such as signs.

상기 케이스(10)는 상기 겐트리(3)의 거더(3a)의 저면에 상기 겐트리(3)의 일측에서 타측방향으로 일정간격으로 복수구비될 수 있다.A plurality of cases 10 may be provided on the bottom of the girder 3a of the gantry 3 at regular intervals from one side to the other side of the gantry 3.

상기 케이스(10)는 상기 케이스(10)의 고정공(111) 또는 고정슬릿(112)을 수직관통한 상태로 상기 켄트리(3)의 거더(3a)의 저면에 일정깊이로 나사결합되는 볼트 등의 체결부재에 의해 상기 겐트리(3)의 거더(3a)의 저면에 분리가능하게 위치고정될 수 있다.The case 10 is a bolt screwed to the bottom of the girder 3a of the cantry 3 at a certain depth while vertically penetrating the fixing hole 111 or the fixing slit 112 of the case 10. It can be detachably fixed to the bottom surface of the girder 3a of the gantry 3 by fastening members such as the like.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 렌티큘러 렌즈(40)를 통해 상기 LED(20)의 파장을 차로에 면발광시켜 차로에 매우 넓은 면적으로 광파장조사가 가능하기 때문에 지향각이 매우 좁은 레이저를 회전시키기 위한 모터를 사용할 필요가 없고, 나아가, 수명이 짧고 고장이 잦은 모터에 비해 10만시간 이상의 장시간 사용이 가능할 뿐만 아니라 스마트툴링 요구사양인 45°이상의 차량 검출각도(도 8의 α참조.)를 가질 수 있어 복잡한 알고리즘 처리가 요구되지 않으며, 아울러, 고가의 부품 사용을 배제하여 가격을 타사 대비 1/10로 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 우수한 성능을 지닌 효과가 있다.The present invention, constructed as described above, emits surface light of the wavelength of the LED 20 onto the lane through the lenticular lens 40, making it possible to irradiate the light wavelength over a very wide area on the lane, thereby rotating the laser with a very narrow beam angle. There is no need to use a motor for this purpose, and furthermore, it can be used for a long time of more than 100,000 hours compared to motors with a short lifespan and frequent breakdowns, and has a vehicle detection angle of more than 45° (see α in Figure 8), which is a smart tooling requirement. There is no need for complex algorithmic processing, and by eliminating the use of expensive parts, the price can be drastically reduced to 1/10 compared to other companies, as well as providing excellent performance.

20; LED, 30; 집광렌즈,
40; 렌티큘러 렌즈, 50; 광필터,
60; 컨벡스 렌즈, 70; 어밸런치 포토다이오드,
80; 제어부.
20; LED, 30; condenser lens,
40; lenticular lens, 50; optical filter,
60; convex lens, 70; avalanche photodiode,
80; Control unit.

Claims (7)

도로의 겐트리에 설치되어 상기 겐트리를 통과하는 차량을 감지하는 스마트톨링용 차량감지기에 있어서,
차로로 설정된 영역대의 파장을 조사하기 위한 LED와;
상기 LED의 파장을 집광하는 집광렌즈와;
상기 집광렌즈가 집광한 파장을 차로로 면발광시키는 렌티큘러 렌즈와;
차량으로부터 반사되어 입사되는 상기 LED의 파장을 투과시키면서 적어도 가시(visible)영역대의 파장을 차단하는 광필터와;
상기 광필터를 투과한 파장을 집광하는 컨벡스 렌즈와;
상기 컨벡스 렌즈가 집광한 파장을 수광하는 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)와;
상기 LED와 상기 어밸런치 포토다이오드를 TOF(Time of Flight)방식으로 제어하여 차량을 감지하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트툴링용 차량감지기.
In the smart tolling vehicle detector that is installed on the gantry of the road and detects vehicles passing through the gantry,
LEDs for irradiating wavelengths in the area set as a lane;
a condenser lens that condenses the wavelengths of the LED;
a lenticular lens that emits surface light using the wavelengths collected by the condenser lens;
an optical filter that transmits the wavelengths of the LED reflected and incident from the vehicle while blocking at least the wavelengths in the visible region;
a convex lens that condenses the wavelengths transmitted through the optical filter;
an avalanche photo diode that receives the wavelength collected by the convex lens;
A vehicle detector for smart tooling, comprising a control unit that detects a vehicle by controlling the LED and the avalanche photodiode in a TOF (Time of Flight) method.
제 1항에 있어서,
상기 LED는 940nm LED로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트툴링용 차량감지기.
According to clause 1,
The LED is a vehicle sensor for smart tooling, characterized in that it is made of 940nm LED.
제 1항에 있어서,
상기 렌티큘러 렌즈의 LPI(인치당 라인)은 35 LPI 내지 50 LPI인 것을 특징으로 하는 스마트툴링용 차량감지기.
According to clause 1,
A vehicle detector for smart tooling, characterized in that the LPI (lines per inch) of the lenticular lens is 35 LPI to 50 LPI.
제 1항에 있어서,
상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)는 상기 컨벡스 렌즈가 집광한 파장을 16개의 구역으로 나누어 수신하는 16채널 어밸런치 포토다이오드(16-channel APD)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트톨링용 차량감지기.
According to clause 1,
The Avalanche Photo Diode is a smart tolling vehicle detector, characterized in that it consists of a 16-channel APD that receives the wavelength collected by the convex lens by dividing it into 16 zones.
제 1항에 있어서,
상기 제어부의 전측 하부에 상기 LED배치, 상기 LED의 전측에 상기 집광렌즈가 배치, 상기 집광렌즈의 전측에 상기 렌티큘러 렌즈가 배치, 상기 제어부의 전측 상부에 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)가 배치, 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode)의 전측에 상기 컨벡스 렌즈가 배치 및 상기 컨벡스 렌즈의 전측에 상기 광필터가 배치되도록 내부에 상기 LED, 상기 집광렌즈, 상기 렌티큘러 렌즈, 상기 광필터, 상기 컨벡스 렌즈, 상기 어밸런치 포토다이오드(Avalanche Photo Diode) 및 상기 제어부가 구비되고, 전측 하부에 상기 LED가 조사하는 파장이 통과하는 하부관통구가 형성되며, 전측 상부에 차량으로부터 반사되는 파장이 입사되는 상부관통구가 형성되는 케이스;가 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트톨링용 차량감지기.
According to clause 1,
The LED is disposed in the front lower part of the control unit, the condenser lens is disposed in front of the LED, the lenticular lens is disposed in front of the condenser lens, and the avalanche photo diode is disposed in the front upper part of the control unit. Arrangement, the convex lens is disposed on the front side of the avalanche photo diode, and the optical filter is disposed on the front side of the convex lens; The convex lens, the avalanche photo diode, and the control unit are provided, and a lower through hole through which the wavelength irradiated by the LED passes is formed at the lower front side, and the wavelength reflected from the vehicle is incident at the upper front side. A vehicle detector for smart tolling, characterized in that it is provided with a case in which an upper through hole is formed.
제 5항에 있어서,
상기 케이스의 하부관통구가 상기 상부관통구의 후측 하부방향에 위치하도록 상기 케이스의 하부 전측이 상기 케이스의 후측방향으로 함입된 상태로 단차형성되는 것을 특징으로 하는 스마트톨링용 차량감지기.
According to clause 5,
A vehicle detector for smart tolling, characterized in that a step is formed in a state in which the lower front side of the case is recessed toward the rear of the case so that the lower through-hole of the case is located in the rear lower direction of the upper through-hole.
제 5항에 있어서,
상기 케이스의 내부에 상기 제어부가 전측에 고정되는 브라켓과;
상기 제어부의 전측 상부에 고정되고, 상기 컨벡스 렌즈가 수용되는 수용구가 형성되는 렌즈홀더;가 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트톨링용 차량감지기.
According to clause 5,
a bracket fixed to the front of the control unit inside the case;
A vehicle detector for smart tolling, characterized in that it is provided with a lens holder that is fixed to the front upper part of the control unit and has a receiving hole for accommodating the convex lens.
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