KR20240053381A

KR20240053381A - 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법

Info

Publication number: KR20240053381A
Application number: KR1020220133397A
Authority: KR
Inventors: 김민현
Original assignee: 주식회사 모바휠
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-04-24

Abstract

본 발명은 음파센서를 통해 도로의 노면 상태를 파악할 수 있도록 도로에 설치되는 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 도로 또는 도로의 가장자리에 구조물을 설치하고, 상기 구조물에 음파센서를 설치하여 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신함으로써, 도로의 노면 상태를 접촉 없이 파악 즉, 노면의 종류를 추정할 수 있을 뿐만 아니라 도로의 노면과 이격되어 설치된 음파센서로부터 도로의 노면에 조사된 후 반사되는 음파의 수신이 안정적이고 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법{Road infrastructure sensor construction structure and its construction method}

본 발명은 음파센서를 통해 도로의 노면 상태를 파악할 수 있도록 도로에 설치되는 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 도로 또는 도로의 가장자리에 구조물을 설치하고, 상기 구조물에 음파센서를 설치하여 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신함으로써, 도로의 노면 상태를 접촉 없이 파악할 수 있을 뿐만 아니라 도로의 노면과 이격되어 설치된 음파센서로부터 도로의 노면에 조사된 후 반사되는 음파의 수신이 안정적이고 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

미국에서는 매년 600 만건 내외의 교통사고가 발생한다. 특히, 노면의 미끄러움만으로 미국에서만 한해 평균 120 만건 이상의 사고가 발생하고, 이러한 사고로 매년 5000명 이상이 사망하고 있다. 이에, 노면의 미끄러움은 국가와 보험사에 큰 부담으로 작용하는 하나의 사회적 문제로 대두되고 있다.

한국도 예외는 아니다. 매년 겨울철마다 블랙아이스 사고가 발생하며, 최근 5년간 6,500 건이 발생했으며, 사망자수는 200 여명에 달한다.

우리나라에서 융설 과정은 4단계로 이뤄지고 있는데, 이 모든 과정의 전달이 사람에 의해 수동적으로 전달되고 있으며, 최종 단계까지 전달될 때까지 수 시간이 소요된다. 지난번 상주영천고속도로의 블랙아이스 사고의 경우도, 담당공무원이 예보를 확인했지만 사전 융설을 요청하지 않아 발생한 인재였다.

이러한 사고는 노면의 상태를 실시간으로 감지할 수 있는 센서 및 이를 이용한 알림 시스템의 부재로 인한 것이다.

한편, 지금까지 노면의 종류나 노면의 마찰계수를 추정하는 방법으로 제안 된 방법으로는 크게 두 가지가 있다.

하나는 직접적 방법으로 물리적인 마찰을 일으켜서 알아내는 방법이고, 다른 하나는 간접적 방법으로 전파나 음파를 이용하는 방법이다.

먼저, 직접적 방법에는 휠기반의 방법과 차량 동역학 기반의 방법이 있다.

이 두 방법의 공통점은 운전자의 의도와 무관하게 브레이크를 작동시켜서 차량의 감속 정도로 노면의 마찰계수를 추정하는 것이다.

이 방법은 마찰계수를 알고 싶은 해당 노면을 밟아야지만 알 수 있고 차량 동역학 모델이 필수적으로 필요하다. 또한 브레이크를 동작시켜야 하므로 승차감이나 연비에 영향을 주는 한계가 있다.

한편, 간접적 방법에는 전자기파와 음파를 이용한 방식이 있는데, 이 두 방식 모두 물리적인 마찰이 필요하지 않으므로, 차량 동역학 모델에 대해 독립적으로 사용할 수 있으며 해당 노면의 접촉 없이 미리 노면의 상태를 알 수 있는 장점이 있다.

상기 전자기파 기반의 방식은 카메라, 라이다, 레이더 등을 사용하는데, 상당히 멀리 볼 수 있지만, 정확도가 상대적으로 떨어지며, 시스템의 가격이 수백에서 수천 달러에 형성되어 매우 고가에 속한다. 또한, 여타의 매체와 비교하여 센서 데이터가 특징을 추출하기 위해 필요한 데이터 블록이 크기 때문에 그에 따른 요구 용량과 연산 부하가 가중될 수 있다.

또한 전자기파 방식 중 하나인 이미지 센서를 사용한 방식이 있으며, 영상 센서인 카메라를 이용해서 노면의 상태를 구분한다. "블랙아이스는 영햐의 기온 조건에서 생성될 수 있는 노면에 얇은 얼음 층으로, 가로등 조명에 반사되어 보이는 모습이 얼지 않은 물과 같아 육안 상 구분이 매우 어렵다. 이미지 센서의 경우 조도의 영향을 크게 받으며, 블랙아이스가 사람의 눈에 잘 보이지 않듯 비전 센서도 이를 잘 감지하지 못한다. 이러한 한계로 이미지 센서 기반의 블랙아이스 감지성능은 평균 70% 미만으로 알려져 있다. 또한, 이미지 센서 기반의 탐지는 고성능의 영상 처리장치가 필요하여 그 비용이 상대적으로 크다.

한편, 상기 음파를 이용한 방식으로는, 패시브(Passive) 센싱 방식과 액티브(Active) 센싱 방식이 있는데, 패시브 센싱 방식으로 일정 시간동안 타이어에서 나는 소음을 마이크로 녹음한 후 인공신경망을 이용하여 분류하는 방식이 있다. 이러한 방식에서 타이어가 지나간 노면에 대해서만 노면의 상태를 알 수가 있고 분류에 긴 시간이 소요되는 한계가 있다. 액티브 센싱 방식 중에는, 거리와 반사 세기 정보만 이용하여 반사된 노면을 구분하는 연구가 있는데, 이는 주변 외란에 약하다는 단점이 있다.

부가하여 설명하면, 상기 음파를 이용한 방식 중 액티브 센싱 방식을 약하게 하는 즉, 신뢰도를 저하시키는 대표적인 요인으로는 차량의 통행이 안전하게 이루어질 수 있도록 도로와 충분히 이격되게 설치됨에 따라 장거리를 이동하는 음파의 도달 즉, 수신이 어려운 문제가 있고, 이와 연관하여 차량 또는 주변의 진동에 의해 센서가 설치된 구조물이 흔들림에 따라 반사되는 음파의 신호가 적을 뿐만 아니라 구조물의 고유 진동수 즉, 고유 주파수가 노이즈로 발생되어 수신된 음파에 의한 정확한 정보생성이 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2397312호(2022.05.09.등록)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 노면의 상태를 파악하기 위한 음파를 이용한 방식은 도로의 노면과 설치된 센서 사이의 거리가 멀고, 센서가 설치된 구조물의 고유 주파수 등의 외란에 의해 신뢰도가 저하되는 문제점이 발생하는 바,

도로 또는 도로의 가장자리에 구조물을 설치하거나 기존에 설치되어 있는 가로등 또는 전광판 구조물에 음파센서를 설치하여 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신할 수 있도록 하되, 복수 개의 음파센서를 설치하거나, 조사된 음파를 수신할 수 있도록 각도 조절과 이동이 가능한 한 쌍의 음파센서를 설치하여 음파에 의한 측정범위를 넓혀 신뢰도를 향상시키고, 내측면에 반사층이 형성된 보호부재를 상기 음파센서의 상부에 설치하여 최대한 많은 음파 신호가 수신될 수 있도록 하여 신뢰도를 향상시키며, 구조물에 설치된 음파센서가 자유회전될 수 있도록 설치됨에 따라 구조물로부터 발생되는 고유 주파수의 영향을 최소화하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 도로 또는 도로의 가장자리에 세워져 설치되는 수직프레임(110)과, 상기 수직프레임(110)의 상부에 상기 도로의 폭방향으로 설치되는 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100);과 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 상부에 위치되도록 설치되고, 도로의 노면에 음파를 조사하며, 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200); 및 상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 설치되고, 상기 음파센서부(200)로부터 음파정보를 전달받아 중앙관리서버에 음파정보를 송신하는 제어부(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물을 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 폭방향으로 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 복수 개의 음파센서부(200)는 도로의 노면에 조사되어 반사되는 음파의 도착시간이 모두 동일하도록 음파 발신시간이 각각 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 상부가 결합되는 결합뭉치(210);와 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 힌지 결합되는 연결봉(220);과 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230); 및 상기 본체(230)의 하부에 설치되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 일측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제1송수신부재(250);와 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 타측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제2송수신부재(260);를 포함하여 구성되고, 상기 제1송수신부재(250)는 상기 제2송수신부재(260)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되며, 상기 제2송수신부재(260)는 상기 제1송수신부재(250)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은 하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122);과 상기 제1레일(122)에 결합되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)을 회전시키는 회전모터(126);를 포함하여 구성되고, 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 각각 상기 제1레일(122)의 일측과 타측에 설치되어 상기 제1레일(122)의 회전에 따라 서로 반대방향으로 이동되는 결합뭉치(210);와 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220);과 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230);와 상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270); 및 상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은 하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122);과 하부 후방에 길이방향으로 설치되는 제2레일(124); 및 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)에 각각 결합되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)을 회전시키는 회전모터(126);를 포함하여 구성되고, 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124) 중 어느 하나에 각각 설치되어 상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124)의 회전에 따라 이동되는 결합뭉치(210);와 상기 결합뭉치(210)의 하부에 설치되는 본체(230);와 상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270); 및 상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220);을 포함하여 구성되고, 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)의 본체(230)는 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 연결봉(220)은 상부 외주연에 결합되되, 중앙이 관통되도록 결합되고, 상기 음파센서(240)의 상부에 위치되며, 중앙이 상부로 볼록한 곡면의 원형으로 형성되어 하부가 개방되는 한편, 내측면에 음파의 반사가 가능한 반사층(222a)이 형성되는 보호부재(222);를 포함하여 구성되고, 상기 본체(230)는 상부에 설치되는 복수 개의 보조수신센서(232);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 음파센서부(200)는 도로의 노면에 음파를 조사할 때, 음파의 주파수를 기설정된 시간마다 다르게하여 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 상기와 같은 도로 인프라 센서 시공 구조물을 시공하는 방법에 있어서, 도로 또는 도로의 가장자리에 수직프레임(110)과 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100)을 설치하는 구조물설치단계(S10);와 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200)를 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)에 설치하는 센서설치단계(S20); 및 상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 상기 음파센서부(200)와 연결되고, 중앙관리서버와 연결되는 제어부(300)를 설치하는 단자함설치단계(S30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물의 시공방법을 제시한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법은 도로 또는 도로의 가장자리에 구조물을 설치하고, 상기 구조물의 도로의 상부에 위치한 수평프레임의 하부에 음파센서를 설치하여 수신되는 음파에 의해 접촉 없이 노면의 상태를 원활하게 파악할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 일실시예로 상기 구조물에 복수 개의 음파센서를 설치하거나, 다른 실시예로 각도 조절과 상기 구조물의 수평프레임을 따라 이동가능한 한 쌍의 음파센서를 상기 구조물에 설치하여 음파에 의한 도로 노면의 측정범위를 넓힘으로써, 도로 노면의 전반적인 상태를 보다 신뢰도 높게 파악하여 노면의 상태를 추정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 내측면에 음파를 반사시켜 중앙으로 집중될 수 있도록 하는 보호부재를 상기 음파센서의 상부에 설치하여 상기 보호부재에 의해 최대한 많은 음파 신호가 수신될 수 있도록 함으로써, 음파에 의한 측정 신뢰도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 차량의 통행 또는 주변의 진동에 의해 구조물이 흔들림에 따라 발생되는 고유 진동수 즉, 고유 주파수가 노이즈로 발생되어 수신되는 것을 상기 보호부재를 통해 최소화함과 동시에 구조물의 수평프레임에 설치된 음파센서가 볼힌지 구조를 통해 설치되도록 함으로써, 외란에 의한 측정오차를 최소화하여 측정 신뢰도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물을 개략적으로 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 음파센서부를 개략적으로 나타낸 사시도(a) 및 부분 단면 사시도(b).
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 음파센서부를 개략적으로 나타낸 부분 측단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물을 개략적으로 나타낸 측면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물을 개략적으로 나타낸 부분 확대 사시도(a), 저면 사시도(b) 및 부분 단면 사시도(b).
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음파센서부를 개략적으로 나타낸 부분 측단면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 도로 인프라 센서 시공 구조물의 시공방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 음파센서(240)를 통해 도로의 노면 상태를 파악할 수 있도록 도로에 설치되는 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 도로 또는 도로의 가장자리에 수직프레임(110)과 수평프레임(120)으로 구성된 구조물(100)을 설치하고, 도로의 상부에 위치된 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 음파센서(240)를 설치하여 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신함으로써, 도로의 노면 상태를 접촉 없이 파악하여 노면의 상태를 추정할 수 있도록 하되, 복수 개의 음파센서(240)를 설치하거나, 각도 조절 및 이동가능하게 설치되되, 상호 발신된 음파를 수신할 수 있는 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)를 통해 보다 넓은 측정범위를 통해 신뢰도가 높은 도로의 노면 상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라 내측면에 반사층(222a)이 형성되고, 음파센서(240)의 상부에 위치되도록 설치되는 보호부재(222)와 상기 반사층(222a)을 통해 반사되는 음파를 수신할 수 있는 복수 개의 보조수신센서(232)를 통해 최대한 많은 신호가 수신될 수 있도록 함으로써, 음파에 의한 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 도로 인프라 센서 시공 구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물은 도로 또는 도로의 가장자리에 세워져 설치되는 수직프레임(110)과, 상기 수직프레임(110)의 상부에 상기 도로의 폭방향으로 설치되는 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100);과 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 상부에 위치되도록 설치되고, 도로의 노면에 음파를 조사하며, 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200); 및 상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 설치되고, 상기 음파센서부(200)로부터 음파정보를 전달받아 중앙관리서버에 음파정보를 송신하는 제어부(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물의 시공방법은 상기와 같은 도로 인프라 센서 시공 구조물을 시공하는 방법에 있어서, 도로 또는 도로의 가장자리에 수직프레임(110)과 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100)을 설치하는 구조물설치단계(S10);와 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200)를 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)에 설치하는 센서설치단계(S20); 및 상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 상기 음파센서부(200)와 연결되고, 중앙관리서버와 연결되는 제어부(300)를 설치하는 단자함설치단계(S30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 9를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물의 주요 구성요소인 구조물(100)은

도로 또는 도로의 가장자리에 세워져 설치되는 수직프레임(110)과, 상기 수직프레임(110)의 상부에 상기 도로의 폭방향으로 설치되는 수평프레임(120)을 포함하여 구성되는 것으로, 일예로, "ㄱ"자 형태의 가로등이나 전광판을 설치하기 위한 "ㄷ"자 형태의 구조물 또는 하이패스IC 구조물일 수 있고, 도로의 상부에 수평프레임(120)이 위치된다면 어떠한 구조물이어도 무방하며, 이후에 자세히 설명될 음파센서부(200)가 상기 수평프레임(120)의 하부에 설치되어 도로의 상부에 위치된다.

본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물의 주요 구성요소인 음파센서부(200)는,

상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 상부에 위치되도록 설치되고, 도로의 노면에 음파를 조사하며, 상기 도로의 노면으로부터 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 것으로, 수신된 음파정보를 이후에 자세히 설명될 제어부(300)에 전달하여 상기 제어부(300)에서 음파정보가 주파수로 변환되어 노면의 상태를 파악할 수 있도록 한다.

이러한, 본 발명의 음파센서부(200)는 도로의 노면으로 음파 신호를 발신한 후 반사된 음파 신호를 수신하고, 제어부(300)의 제어에 따라 발신 신호를 출력하는 음파송신기와 상기 발신 신호가 임의의 노면에 반사되어 되돌아오는 반사 신호를 수신하는 음파수신기를 포함하여 구성된다.

본 발명의 음파센서부(200)는 직선형태로 음파가 발신되어 반사된 음파를 수신할 수 있도록 상기 음파송신기와 음파수신기가 위치되는데, 이하에서 설명될 음파센서(240)는 음파송신기와 음파수신기가 집적된 상태로 구성되는 것으로 표현한다.

한편, 노면의 상태를 파악하기 위한 음파를 이용한 방식은 일정한 각도로 음파송신기와 음파수신기가 고정 설치됨에 따라 도로의 노면 중 매우 좁은 면적만 상태가 파악되므로, 본 발명에서는 복수 개의 음파센서부(200)로 구성되는 일실시예와 발신되어 반사된 음파신호를 상호 수신할 수 있는 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)로 구성되는 음파센서부(200)의 다른 실시예를 통해 종래에 비해 비교적 넓은 도로의 노면 상태를 파악할 수 있어 도로의 상태를 신뢰도 높게 추정할 수 있도록 하고 있다.

구체적으로, 일실시예의 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 폭방향으로 복수 개가 설치됨에 따라 종래에 비해 넓은 노면의 상태를 파악할 수 있어 노면의 상태 파악의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 일실시예에서 설치되는 복수 개의 음파센서부(200)는 도로의 노면에 조사되어 반사되는 음파의 도착시간이 모두 동일하도록 음파의 발신시간이 각각 설정되는 것을 특징으로 하는데, 이는 도로의 노면의 높이가 다를 뿐만 아니라 파손 등에 의한 변수 등에 의해 반사되는 음파의 도착시간이 모두 다를 수 있어 최초 기준이 되는 정상적인 노면 상태의 음파의 특성이 비교적 유사하게 추출되어 비교될 수 있도록 음파의 발신시간을 각각 설정하여 도착시간을 동일하게 함으로써, 노면의 상태의 파악이 빠르게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

부가하여 설명하면, 음파의 발신시간을 각각 설정하여 도착시간을 동일하게 하는 이유는 음파이 발신시간과 도착시간을 이용하여 음파정보를 생성할 때, 동일한 장비의 음파센서부(200)가 복수 개 설치되는 경우 음파의 속도가 동일하기 때문에 도로의 노면의 높이 등에 의한 변수 등에 의해 발신시간이 모두 동일하면 반사되는 음파의 도착시간이 모두 달라 각각의 음파센서부(200)에서 생성된 음파정보를 분석해야 하나, 음파의 도착시간만을 가지고도 쉽게 음파정보를 생성할 수 있도록 하기 위해 노면의 높이 등에 의한 변수에 따라 음파의 도착시간이 모두 동일하게 각각의 음파센서부(200)의 음파 발신시간을 조절하면 도착시간이 다른 음파정보의 차이가 빠르게 파악되어 쉽게 노면의 상태의 파악이 빠르게 이루질 수 있기 때문이다.

일예로, 노면의 높이에 따른 복수 개의 음파센서부(200)의 음파의 발신시간을 각각 설정하여 도착시간을 동일하게 하게되면, 노면이 일반적인 상태일 때, 음파의 도착시간이 모두 동일하고, 노면의 상태가 파손 또는 블랙아이스 등과 같은 상태일 때는 음파의 도착시간이 기설정된 음파의 도착시간과 달라 노면 전체의 상태가 다른 것을 쉽게 파악할 수 있으나, 복수 개의 음파센서부(200) 중 일부의 음파 도착시간이 기설정된 음파의 도착시간과 다른 경우 노면의 전체 중 일부의 상태가 다른 것을 보다 빠르게 확인할 수 있게 되는 것이다.

또한, 일실시예의 복수 개의 음파센서부(200)는 어느 하나의 음파센서부(200)로부터 음파가 송신되어 노면에 반사되어 돌아오는 시간 즉, 음파 비행 주기를 t라고 했을 때, t/2 시간 내에 n개의 센서가 노면에 음파를 순차적으로 총 n번이상 송신하고, 나머지 t/2 시간동안 반사된 음파를 수신함으로 노면정보나 교통량 정보를 정해진 주기 내에 n배 이상 종합 도로정보를 샘플링하는 것을 특징으로 한다.

즉, 일실시예의 음파센서부(200)는 다수의 음파센서부(200)를 통해 보다 많은 양의 노면정보와 교통량 정보 등과 같은 음파정보를 샘플링하여 생성함으로써, 향상된 신뢰도로 노면의 상태를 파악할 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다. 이때, 이후에 자세히 설명될 다른 실시예의 음파센서부(200) 또한 음파를 통해 노면정보와 교통량 정보 등과 같은 음파정보를 샘플링하여 생성함은 자명할 것이다.

아울러, 일실시예의 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 상부가 결합되는 결합뭉치(210)와, 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 힌지결합되는 연결봉(220)과, 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230) 및 상기 본체(230)의 하부에 설치되는 음파센서(240)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 전후방향은 도로의 길이방향을 의미하고, 좌우방향은 도로의 폭방향을 의미하며, 이후에 언급되는 전후 및 좌우방향(측방향) 또한 이와 같은 방향을 의미한다.

상기 결합뭉치(210)는 하부에 형성되는 하부수용홈(212)과 상기 하부수용홈(212)의 내측에 설치되는 볼베어링을 포함하여 구성되고, 상기 연결봉(220)은 상부말단에 상기 결합뭉치(210)의 하부수용홈(212)의 내측에 삽입되어 결합되는 상부구체(224)를 포함하여 구성됨에 따라 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 볼힌지형태로 결합된다.

이때, 상기 하부수용홈(212)은 상기 연결봉(220)의 상부구체(224)와 대응되는 형상으로 형성됨은 자명할 것이고, 상기 연결봉(220)은 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 볼힌지구조로 결합되어 전후 및 좌우방향으로 회전가능하여 차량 통행 및 외부의 진동에 의해 구조물(100)에 진동이 발생되는 경우 흔들림이 방지된다.

즉, 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230)와 상기 본체(230)의 하부에 설치되는 음파센서(240)는 상기 연결봉(220)의 흔들림이 방지됨에 따라 함께 흔들림이 방지되어 상기 음파센서(240)에서 설정된 노면에 조사되는 음파가 안정적으로 조사될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

상기 본체(230)는 일시시예의 음파센서부(200)와 이후에 자세히 설명될 다른 실시예의 음파센서부(200)에서 음파센서(240)가 안정적으로 설치되어 이후에 자세히 설명될 제어부(300)와 연결되어 상기 제어부(300)에 의해 제어될 수 있도록 하고, 상기 음파센서(240)는 앞서 설명된 바와 같이, 음파송신부와 음파수신부로 구성되어 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하며, 상기 제어부(300)에 생성된 음파정보를 전달한다.

다음으로, 다른 실시예의 음파센서부(200)는 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 일측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제1송수신부재(250)와, 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 타측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제2송수신부재(260)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 제1송수신부재(250)는 상기 제2송수신부재(260)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되고, 상기 제2송수신부재(260)는 상기 제1송수신부재(250)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되는 것을 특징으로 한다.

즉, 다른 실시예의 음파센서부(200)는 제1송수신부재(250) 또는 제2송수신부재(260) 중 어느 하나에서 노면에 음파를 발신하도록 하고, 반사된 음파를 제2송수신부재(260) 또는 제1송수신부재(250)가 수신하도록 함으로써, 제1송수신부재(250) 또는 제2송수신부재(260) 중 어느 하나의 음파송신부가 고장난 경우 다른 하나의 음파송신부를 이용하여 도로의 노면 상태를 원활하게 파악할 수 있는 효과를 실현케 한다.

아울러, 다른 실시예의 음파센서부(200)는 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260) 중 어느 하나의 각도를 조절하고, 조절된 각도에 따라 음파를 수신할 수 있도록 제2송수신부재(260) 또는 제1송수신부재(250)를 이동할 수 있도록 함으로써, 종래에 비해 넓은 노면의 상태를 파악할 수 있도록 한다.

보다 상세하게 설명하면, 다른 실시예의 실시예1로, 음파센서부(200)가 설치되기 위한 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은 하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122)과, 상기 제1레일(122)에 결합되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)을 회전시키는 회전모터(126)를 포함하여 구성된다.

다른 실시예의 실시예1의 음파센서부(200) 즉, 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 상기 제1레일(122)의 일측과 타측에 설치되어 상기 제1레일(122)의 회전에 따라 서로 반대방향으로 이동되는 결합뭉치(210)와, 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220)과, 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230)와, 상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270) 및 상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되어 각도가 조절되는 음파센서(240)를 포함하여 구성된다.

즉, 다른 실시예의 실시예1의 음파센서부(220)는 최초 설정된 도로의 노면 구역의 음파를 수신하고, 제어부(300)에 의해 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)의 각도 및 도로 폭방향 위치를 조절함으로써, 최초 설정된 도로의 노면 구역이 아닌 다른 노면 구역의 음파를 수신할 수 있도록 하여 종래에 비해 넓은 노면의 상태를 파악할 수 있어 노면의 상태 파악의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 제1레일(22)과 결합뭉치(210)의 결합관계는 상기 제1레일(122)의 일측과 타측 외주연에 나사산의 방향이 다르게 형성되고, 상기 결합뭉치(210)에 상기 제1레일(122)의 일측과 타측이 관통되어 나사결합됨으로써, 상기 회전모터(126)에 의해 회전되는 제1레일(122)을 따라 상기 결합뭉치(210)가 측방향 즉, 일측 또는 타측방향으로 이동되며, 상기 제1레일(122)의 양측 외주연에 형성된 나사산을 따라 한 쌍의 결합뭉치(210)가 서로 반대방향으로 이동된다.

아울러, 다른 실시예의 실시예2를 보다 상세하게 설명하면, 음파센서부(200)가 설치되기 위한 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은 하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122)과, 하부 후방에 길이방향으로 설치되는 제2레일(124) 및 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)에 각각 결합되고, 이후에 자세히 설명될 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)을 회전시키는 회전모터(126)를 포함하여 구성된다.

다른 실시예의 실시예2의 음파센서부(200) 즉, 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124) 중 어느 하나에 각각 설치되어 상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124)의 회전에 따라 이동되는 결합뭉치(210)와, 상기 결합뭉치(210)의 하부에 설치되는 본체(230)와, 상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270) 및 상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되어 각도가 조절되는 음파센서(240)를 포함하여 구성된다.

즉, 다른 실시예의 실시예2의 음파센서부(200)는 다른 실시예의 실시예1과 마찬가지로, 최초 설정된 도로의 노면 구역의 음파를 수신하고, 제어부(300)에 의해 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)의 각도 및 도로 폭방향 위치를 조절함으로써, 최초 설정된 도로의 노면 구역이 아닌 다른 노면 구역의 음파를 수신할 수 있도록 하여 종래에 비해 넓은 노면의 상태를 파악할 수 있어 노면의 상태 파악의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 제1레일(122)과 제2레일(124) 및 결합뭉치(210)의 결합관계는 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)의 외주연에는 나사산이 형성되고, 상기 결합뭉치(210)에 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)이 관통되어 나사결합됨으로써, 상기 회전모터(126)에 의해 회전되는 제1레일(122)과 제2레일(124)을 따라 상기 결합뭉치(210)가 측방향 즉, 일측 또는 타측방향으로 이동된다.

또한, 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 상기 구동모터(270)와 음파센서(240)의 결합관계는 작동에 따라 좌우로 회전되는 구동모터(270)와 상기 음파센서(240)가 기어박스(280)를 통해 결합되고, 이후에 자세히 설명될 제어부(300)에 의해 상기 구동모터(270)가 제어됨으로써, 음파센서(240)의 설치된 각도가 조절된다.

아울러, 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 앞서 설명된 일실시예의 음파센서부(200)와 마찬가지로 상기 결합뭉치(210)에 전후 및 좌우방향으로 회전가능하게 힌지결합되는 연결봉(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는 상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220)을 포함하여 구성되고, 상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)의 본체(230)는 상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합됨으로써, 일실시예의 음파센서부(200)의 결합뭉치(210)와 연결봉(220) 및 본체의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 이때, 상기 결합뭉치(210)와 연결봉(220)은 앞서 일실시예의 음파센서부(200)에서의 구성과 동일하게 구성된다.

즉, 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 음파센서부(200) 즉, 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260) 또한 상기 연결봉(220)에 의해 구조물(100)에 진동이 발생되는 경우 상기 연결봉(220)과 본체 및 음파센서(240)의 흔들림이 방지되어 보다 안정적으로 음파의 조사 및 수신이 이루어질 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

부가하여, 일실시예와 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 본체(230)는 상부에 형성되는 상부수용홈(234)과 상기 상부수용홈(234)의 내측에 설치되는 볼베어링을 포함하여 구성되고, 상기 연결봉(220)은 하부말단에 상기 본체(230)의 상부수용홈(234)의 내측에 삽입되어 결합되는 하부구체(226)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이에 따라 상기 본체(230)가 상기 연결봉(220)에 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 볼힌지 형태로 결합되어 흔들림을 2차로 방지함으로써, 보다 안정적으로 음파센서(240)로부터 음파의 발신 및 수신이 이루어질 수 있도록 한다.

아울러, 일실시예와 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 연결봉(220)은 상부 외주연에 결합되되, 중앙이 관통되도록 결합되고, 상기 음파센서(240)의 상부에 위치되며 중앙이 상부로 볼록한 곡면의 원형으로 형성되어 하부가 개방되는 한편, 내측면에 음파의 반사가 가능한 반사층(222a)이 형성되는 보호부재(222)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 보호부재(222)는 상기 연결봉(220)이 중앙을 관통하여 결합되되, 상기 음파센서(240)의 상부에 위치되도록 결합됨으로써, 노면으로부터 반사된 음파의 신호가 음파센서(240)로 직접 수신되지 않아도 상기 반사층(222a)에 의해 반사되어 수신되도록 하여 최대한 많은 음파 신호를 수신할 수 있도록 한다.

이는 통상적으로 가시선(line of sight)방향으로 직진 운동하는 음파를 최대한 많은 수가 수신되도록 함으로써, 음파에 의한 측정 신뢰도를 향상시켜 결과적으로 노면의 상태의 파악의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 보호부재(222)는 상기 음파센서(240)의 상부를 보호하여 상기 음파센서(240)가 자외선 또는 빗물에 의한 파손 또는 새의 배설물에 의해 음파의 수신이 방해되는 것을 최소화할 수 있다.

이때, 상기 보호부재(222)가 포함되어 구성됨에 따라 상기 본체(230)는 상부에 설치되는 복수 개의 보조수신센서(232)를 포함하여 구성되는데, 상기 보조수신센서(232)는 상기 보호부재(222)의 반사층에 의해 반사된 음파가 상기 음파센서(240)의 상부에 위치된 본체(230)에 의해 수신되기 어렵기 때문에 반사된 음파가 보다 안정적으로 수신될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

아울러, 다른 실시예의 실시예1과 실시예2의 회전모터(126)는 상기 제1레일(22)과 제2레일(124)에 각각 회전로드가 연결되어 결합되고, 상기 수평프레임(120)의 하부에 상부가 고정결합된다.

한편, 본 발명의 일실시예와 다른 실시예의 음파센서부(200)는 도로의 노면에 음파를 조사할 때, 제어부(300)를 통해 음파의 주파수를 기설정된 시간마다 다르게하여 조사하는 것을 특징으로 하는데, 이는 다른 주파수를 통해 노면의 상태를 보다 자세하게 판단할 수 있는 음파정보를 생성할 수 있도록 함으로써, 보다 신뢰도 높은 노면의 상태를 파악할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

일예로, 본 발명의 일실시예와 다른 실시예의 음파센서부(200)는 평상시 40kHz의 음파를 노면에 조사하고, 기설정된 시간에 도달되면 제어부(300)에 의해 80kHz의 음파를 노면에 조사하며, 다시 기설정된 시간에 도달되면 제어부(300)에 의해 120kHz의 음파를 노면에 조사하여 보다 자세한 노면의 상태를 판단할수 있는 음파정보를 생성할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명의 일실시예와 다른 실시예의 음파센서부(200)는 도로의 노면에 음파를 조사할 때, 음파의 주파수를 기설정된 시간마다 다르게 조사하되, 기설정된 n회에 걸쳐 조사함으로써, 노면의 상태를 보다 자세하게 파단함으로써, 노면의 상태파악의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 실현케 한다.

본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물의 주요 구성요소인 제어부(300)는

상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 설치되고, 상기 음파센서부(200)로부터 음파정보를 전달받아 중앙관리서버에 송신하는 것으로서, 구체적으로는 상기 음파센서(240)로부터 전달받은 음파정보에서 음파 신호의 특성을 추출하고, 분류하여 상기 노면의 상태를 파악한 다음 노면의 상태를 추정하며, 추정된 노면의 상태를 중앙관리서버에 송신함으로써, 노면의 현재 상태에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 조치를 취할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명의 제어부(300)는 앞서 설명된 음파센서(240)를 제어할 뿐만 아니라 회전모터(126) 및 구동모터(270)를 기설정된 입력값으로 자동 제어하거나, 중앙관리서버의 입력정보에 의해 제어한다.

아울러, 본 발명의 제어부(300)는 음파센서(240)로부터 전달받은 음파정보의 도메인 상의 기설정 영역에 대하여 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 신호를 획득하는 신호변환기와, 상기 주파수 도메인 신호를 입력 신호로 하여 학습된 노면분류모델에 기반하여 상기 입력 신호의 특성을 추출하고, 분류하여 노면의 상태를 추정하는 인공신경망 등을 포함하여 구성될 수 있고, 이들을 제어한다.

즉, 본 발명의 제어부(300)는 배전반 또는 단자함에 포함되어 함께 구조물(100)의 수직프레임(110)에 설치될 수 있으며, 중앙관리부서버에 음파정보를 송신할 수 있도록 유선 또는 무선의 통신부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물을 시공하는 방법을 이하에 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 도로 인프라 센서 시공 구조물의 시공 방법은 도로에 구조물(100)을 설치하는 구조물설치단계(S10)와, 상기 구조물(100)에 음파센서부(200)를 설치하는 센서설치단계(S20) 및 상기 구조물(100)에 제어부(300)를 설치하는 단자함설치단계(S30)를 포함하여 구성된다.

상기 구조물설치단계(S10)는 도로 또는 도로의 가장자리에 수직프레임(110)을 세워 설치하고, 상기 수직프레임(110)의 상부에 도로의 폭방향으로 상기 수평프레임(120)을 결합하여 상기 수직프레임(110)과 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100)을 설치한다.

이때, 상기 구조물(100)이 도 1 내지 도 4에 도시된 가로등과 같은 "ㄱ"자 형태인 경우 상기와 같은 방법으로 설치하고, 도 5 내지 도 8에 도시된 광고판 구조물과 같은 "ㄷ"자 형태인 경우 한 쌍의 수직프레임(110)을 세워 설치하고, 상기 한 쌍의 수직프레임(110)의 상부를 연결하는 수평프레임(120)을 설치한다.

아울러, 앞서 설명된 다른 실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 상기 수평프레임(120)의 하부에는 제1레일(122)과 제2레일(124)이 설치되어 있음은 자명할 것이다.

한편, 본 발명의 구조물설치단계(S10)는 가로등 또는 전광판 구조물과 같은 구조물(100)이 기존에 설치되어 있는 경우 선행되어 실시된 것이므로 생략할 수 있다.

상기 센서설치단계(S20)는 상기 구조물설치단계(S10) 이후 도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200)를 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)에 설치하는 것으로, 앞서 설명된 결합뭉치(210)를 상기 수평프레임(120)의 하부에 설치한다.

이때, 상기 결합뭉치(210)는 일실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 수평프레임(120)의 하부에 고정 결합되고, 다른 실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 수평프레임(120)의 하부에 설치된 제1레일(122)과 제2레일(124)에 각각 이동가능하게 설치된다.

상기 결합뭉치(210)는 일실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 하부에 결합되는 연결봉(220)과, 상기 연결봉(220)의 외주연에 설치되는 보호부재(222)와, 상기 연결봉(220)의 하부에 결합되는 본체(230)와, 상기 본체(230)의 상부에 결합되는 복수 개의 보조수신센서(232) 및 상기 본체(230)의 하부에 결합되는 음파센서(240)를 포함하거나, 다른 실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 하부에 결합되는 연결봉(220)과, 상기 연결봉(220)의 외주연에 설치되는 보호부재(222)와, 상기 연결봉(220)의 하부에 결합되는 본체(230)와, 상기 본체(230)의 상부에 결합되는 복수 개의 보조수신센서(232)와, 상기 본체(230)의 하부에 결합되는 구동모터(270) 및 상기 구동모터(270)의 하부에 결합되는 음파센서(240)로 구성되는 음파센서부(200)가 이미 결합되어 있는 상태이다.

상기 단자함설치단계(S30)는 상기 센서설치단계(S20) 이후 상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 상기 음파센서부(200)와 연결되고, 중앙관리서버와 유선 또는 무선으로 연결되는 제어부(300)를 설치하는 것으로, 상기 제어부(300)에 의해 음파센서부(200)가 제어될 수 있도록 전기적으로 연결된다.

이때, 상기 단자함설치단계(S30)는 일실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 복수 개의 음파센서부(200)에 반사되어 수신되는 음파의 도착시간이 모두 동일하도록 음파 발신시간을 각각 설정하거나, 다른 실시예의 음파센서부(200)가 설치되는 경우 최초 설치되는 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)가 상호 발신된 음파를 수신할 수 있도록 설정하는 초기발신설정단계를 더 포함하여 구성된다.

결과적으로, 본 발명의 도로 인프라 센서 시스템 시공 구조물 및 이의 시공방법은 음파를 통해 접촉 없이 노면의 상태를 원활하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 종래에 비해 넓은 측정범위에 의한 노면의 상태 파악에 따른 노면의 상태 추정의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 직진성을 갖는 음파의 특성상 작은 외란에도 수신이 어려운 문제를 반사층(222a)이 형성된 보호부재(222)를 통해 많은 음파가 수신되도록 함으로써, 음파에 의한 측정 신뢰도를 높일 수 있으며, 차량의 통행 또는 외란에 의한 구조물(100)의 진동 발생시 볼힌지구조를 통해 음파센서부(200)의 흔들림을 최소화함과 동시에 구조물(100)의 진동에 의해 발생되는 고유 주파수가 보호부재(222)를 통해 수신되는 것을 최소화함으로써, 측정오차를 최소화하여 보다 높은 측정 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

100 : 구조물 110 : 수직프레임
120 : 수평프레임 122 : 제1레일
124 : 제2레일 126 : 회전모터
200 : 음파센서부 210 : 결합뭉치
212 ; 하부수용홈 220 : 연결봉
222 : 보호부재 222a : 반사층
224 : 상부구체 226 : 하부구체
230 : 본체 232 : 보조수신센서
234 : 상부수용홈 240 : 음파센서
250 : 제1송수신부재 260 : 제2송수신부재
270 : 구동모터 280 : 기어박스
300 : 제어부

Claims

도로 또는 도로의 가장자리에 세워져 설치되는 수직프레임(110)과, 상기 수직프레임(110)의 상부에 상기 도로의 폭방향으로 설치되는 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100);과
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 상부에 위치되도록 설치되고, 도로의 노면에 음파를 조사하며, 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200); 및
상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 설치되고, 상기 음파센서부(200)로부터 음파정보를 전달받아 중앙관리서버에 음파정보를 송신하는 제어부(300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제1항에 있어서,
상기 음파센서부(200)는
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 설치되되, 상기 도로의 폭방향으로 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제2항에 있어서,
상기 복수 개의 음파센서부(200)는
도로의 노면에 조사되어 반사되는 음파의 도착시간이 모두 동일하도록 음파 발신시간이 각각 설정되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제3항에 있어서,
상기 음파센서부(200)는
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부에 상부가 결합되는 결합뭉치(210);와
상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 힌지 결합되는 연결봉(220);과
상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230); 및
상기 본체(230)의 하부에 설치되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제1항에 있어서,
상기 음파센서부(200)는
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 일측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제1송수신부재(250);와
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)의 하부 타측에 설치되어 상기 도로의 노면에 음파를 조사하거나 수신하는 제2송수신부재(260);를 포함하여 구성되고,
상기 제1송수신부재(250)는
상기 제2송수신부재(260)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되며,
상기 제2송수신부재(260)는
상기 제1송수신부재(250)에서 도로에 조사되어 반사된 음파를 수신할 수 있는 각도로 설치되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제5항에 있어서,
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은
하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122);과
상기 제1레일(122)에 결합되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)을 회전시키는 회전모터(126);를 포함하여 구성되고,
상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는
각각 상기 제1레일(122)의 일측과 타측에 설치되어 상기 제1레일(122)의 회전에 따라 서로 반대방향으로 이동되는 결합뭉치(210);와
상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220);과
상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 본체(230);와
상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270); 및
상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제5항에 있어서,
상기 구조물(100)의 수평프레임(120)은
하부 전방에 길이방향으로 설치되는 제1레일(122);과
하부 후방에 길이방향으로 설치되는 제2레일(124); 및
상기 제1레일(122)과 제2레일(124)에 각각 결합되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되어 상기 제1레일(122)과 제2레일(124)을 회전시키는 회전모터(126);를 포함하여 구성되고,
상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는
상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124) 중 어느 하나에 각각 설치되어 상기 제1레일(122) 또는 제2레일(124)의 회전에 따라 이동되는 결합뭉치(210);와
상기 결합뭉치(210)의 하부에 설치되는 본체(230);와
상기 본체(230)의 하부에 설치되고, 상기 제어부(300)에 의해 제어되는 구동모터(270); 및
상기 구동모터(270)의 하부에 설치되어 상기 구동모터(270)에 의해 상기 도로의 폭방향으로 회전되는 음파센서(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제7항에 있어서,
상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)는
상기 결합뭉치(210)의 하부에 상부가 전후 및 좌우방향으로 회전가능하도록 결합되는 연결봉(220);을 포함하여 구성되고,
상기 제1송수신부재(250)와 제2송수신부재(260)의 본체(230)는
상기 연결봉(220)의 하부말단에 결합되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제4항 또는 제6항 또는 제8항에 있어서,
상기 연결봉(220)은
상부 외주연에 결합되되, 중앙이 관통되도록 결합되고, 상기 음파센서(240)의 상부에 위치되며, 중앙이 상부로 볼록한 곡면의 원형으로 형성되어 하부가 개방되는 한편, 내측면에 음파의 반사가 가능한 반사층(222a)이 형성되는 보호부재(222);를 포함하여 구성되고,
상기 본체(230)는
상부에 설치되는 복수 개의 보조수신센서(232);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제4항 또는 제8항에 있어서,
상기 음파센서부(200)는
도로의 노면에 음파를 조사할 때, 음파의 주파수를 기설정된 시간마다 다르게하여 조사하는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 도로 인프라 센서 시공 구조물을 시공하는 방법에 있어서,
도로 또는 도로의 가장자리에 수직프레임(110)과 수평프레임(120)을 포함하는 구조물(100)을 설치하는 구조물설치단계(S10);와
도로의 노면에 음파를 조사한 후 반사되는 음파를 수신하여 음파정보를 생성하는 음파센서부(200)를 상기 구조물(100)의 수평프레임(120)에 설치하는 센서설치단계(S20); 및
상기 구조물(100)의 수직프레임(110)에 상기 음파센서부(200)와 연결되고, 중앙관리서버와 연결되는 제어부(300)를 설치하는 단자함설치단계(S30);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도로 인프라 센서 시공 구조물의 시공방법.