KR200313214Y1 - 원거리 적외선 차량 검지 장치 - Google Patents

Abstract

이 고안은, 차량의 검지에 관한 정보를 실시간으로 원거리에서 비접촉식으로 정확하게 실시간 파악하여 트리거 신호를 발생시키는 것에 의해, 도로 파손이 전혀 없이 설치 및 유지 관리가 용이하게 하면서도 파악된 차량의 검지에 관한 정보를 교통 정보 분석 장치 등 필요로 하는 시스템에 제공할 수 있는 원거리 적외선 차량 검지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 이 고안은, 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보로 가공하여 도로상의 교통 상황을 분석하기 위해, 상기 차량이 도로면의 특정 영역을 점유하면 디지털 신호인 트리거 펄스를 발생시키는 차량 검지 장치로서, 적외선을 발생하는 반도체 소자를 이용하여 일정 주파수 펄스형 적외선을 단속하면서 발생시키고, 발생된 적외선을 목표로 하는 도로면의 특정 영역에 원형 이미지 상을 형성하도록 광학 렌즈를 통해 송출하는 적외선 발진 및 송출부; 상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 적외선을 통과시키는 광학 필터와, 목표로 하는 도로면의 특정 영역의 영상이 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 상으로 맺히도록 하는 수신 렌즈와 마스크를 포함하는 적외선 수신부; 상기 적외선 수신부에서 수신 렌즈와 마스크를 통해 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 맺혀진 상의 출력 신호를 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부에서 증폭된 출력 신호중, 상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 주파수 신호만을 분리하여 통과시키는 대역 필터부; 상기대역 필터부에서 분리 통과된 대역 주파수를 갖는 신호의 레벨을 측정할 수 있도록 정류 및 평활화하는 정류 및 평활부; 상기 정류 및 평활부에서 정류 및 평활된 신호의 레벨을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및, 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 차량 검지 알고리즘을 적용하여 검지 유무를 판단하여 해당 신호를 디지털 출력 포트로 출력하게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 적외선 차량 검지 장치를 제공한다.

Description

원거리 적외선 차량 검지 장치{The apparatus for detecting a vehicle using infrared at a long distance}

이 고안은 원거리 적외선 차량 검지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원거리에서 비접촉식으로 도로 상의 특정 영역에서 실시간으로 파악된 차량의 점유 여부를 도로 교통 정보의 분석에 제공하는 원거리 적외선 차량 검지 장치에 관한 것이다.

최근 교통 관련 수요의 급속한 증가에 비해 여기에 제공되는 도로는 부족하여 이로 인한 교통 정체로 경제적, 시간적 손실 등이 크게 증가되고 있으며, 이러한 손실이 가까운 시일 내에 개선될 조짐은 보이지 않고 있다.

따라서, 상기의 문제를 다소라도 완화하여 부족한 도로를 효율적으로 활용하기 위해, 도로를 주행하는 차량의 무인 감시를 통하여 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 파악할 수 있게 하는 시스템이 다양하게 개발 운용되고 있다.

상기 도로 교통 정보를 파악할 수 있게 하는 경우의 하나로서, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 종래에 도로 상에 일정 형상, 예를 들면 사각형으로 홈을 파고 그 곳에 전선을 다수 회 감아 형성시킨 루프 코일(Loop Coil)(10)의 인덕턴스가 차량의 진입 여부에 따라 변화되는 것을 이용하여, 이러한 루프 코일(10)이 매설된 도로를 통과하는 해당 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석 파악하게 된다.

상기의 도로 교통 정보 중, 해당 차량의 속도 파악은, 해당 차량의 속도를 측정하고자 하는 지점의 도로 상에 일정 거리를 두고 매설된 루프 코일(10) 위로 진입하는 차량에 의해 루프 코일(10)의 인덕턴스 값이 변화하는 것을 루프 검지기(20)에서 검지하고, 도로 교통 정보 분석 장치(30)에서 해당 차량이 각각의 루프 코일(10)에 진입하는 시간차를 계산하고 계산된 시간차로부터 속도 검지를 원하는 지점의 도로를 통과하는 해당 차량의 속도를 연산하여 표시하여 할 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 차량의 속도를 파악하기 위한 장치는, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 차량의 속도를 검지하고자 하는 도로 상의 일정 지점에 매설된 두 개의 루프 코일(10)과, 상기 두 개의 루프 코일(10)에 고주파 신호를 발진시킨 상태에서 차량의 진입 여부에 따른 인덕턴스 변화가 반영된 주파수를 발진하여 구형파 신호로 변환한 후 변환된 구형파 신호로부터 측정된 주파수와 미리 설정된 기준주파수를 비교하여 두 개의 루프 코일(10) 상에 차량의 진입 여부를 판단하는 루프 검지기(20) 및, 상기 루프 검지기(20)로부터 차량이 진입한 것으로 판단되면 차량 진입 시점의 시간차를 계산하고 이러한 시간차로부터 차량의 속도를 연산하는 도로 교통 정보 분석 장치(30)로 구성된다.

이러한 종래의 루프 검지기(20)를 채용하여 도로를 통과하는 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석하는 시스템은, 항상 차량의 검지가 기본으로 되는데 루프 코일(10)을 차량과 직접적으로 접촉하게 도로면에 매설하는 장치가 대부분이고, 특히, 고속으로 주행하는 차량의 정확한 사진을 찍는 차량의 번호판 영상 취득을 목표로 하는 장비의 경우 트리거 펄스 발생 장치로 사용될 만한 차량 검지 장치는 도로면 매설형이 있을 뿐인 것이 현실이다.

이러한 경우에 루프 코일(10)의 매설 또는 교체시에는 도로가 파손되는 등 설치 및 유지 관리가 어렵다는 문제점이 있었다. 더욱이, 루프 코일(10)의 교체나 매설시 에는 해당 도로의 교통 정체를 유발할 수 있다는 문제점도 있었다.

또한, 종래의 차량 검지 장치에서는, 루프 코일(10)이 아스팔트 포장 도로 상에 매설되는가 콘크리트 포장 도로 상에 매설되는가의 설치 환경이나 루프 코일(10)과 루프 검지기(20)를 연결하는 전선의 길이에 따른 임피던스의 차이 등 설치 상태에 따라 실제로 대부분의 루프 코일(10)의 감도가 일정하지 않아 도로를 통과하는 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석하는데 정확도가 떨어지는 경우도 발생하는 문제점도 있다.

따라서, 원거리, 예를 들면 20 m 이상 떨어진 위치에서도 특성의 저하를 가져옴이 없이 정확하게 도로면의 특정 영역, 예를 들면 지름 30 ㎝ 이내에 차량이 해당 영역을 점유했는가를 비접촉으로 간편하게 검지할 수 있는 장치가 필요하게 된다.

이로부터, 이 고안은 위의 문제점의 해결 및 필요성의 충족을 위한 것으로서, 차량의 검지에 관한 정보를 실시간으로 원거리에서 비접촉식으로 정확하게 실시간 파악하여 트리거 신호를 발생시키는 것에 의해, 도로 파손이 전혀 없이 설치 및 유지 관리가 용이하게 하면서도 파악된 차량의 검지에 관한 정보를 교통 정보 분석 장치 등 필요로 하는 시스템에 제공할 수 있는 원거리 적외선 차량 검지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 루프 검지기를 채용하여 도로를 통과하는 차량의 속도나 교통량 등 도로 교통 정보를 분석하는 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고,

도 2 는 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치를 채용하여 도로를 통과하는 차량의 속도나 교통량 등 도로 교통 정보를 분석하는 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고,

도 3 은 도 2 에 도시된 원거리 적외선 차량 검지 장치의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 루프 코일

20 : 루프 검지기

30, 120 : 도로 교통 정보 분석 장치

110 : 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치

111 : 발진부

112 : 적외선 송출부

113 : 적외선 수신부

114 : 증폭부

115 : 대역 필터부

116 : 정류 및 평활부

117 : A/D 변환부

118 : 제어부

상기의 목적을 달성하기 위해 이 고안은, 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보로 가공하여 도로상의 교통 상황을 분석하기 위해, 상기 차량이 도로면의 특정 영역을 점유하면 디지털 신호인 트리거 펄스를 발생시키는 차량 검지 장치로서,

적외선을 발생하는 반도체 소자를 이용하여 일정 주파수 펄스형 적외선을 단속하면서 발생시키고, 발생된 적외선을 목표로 하는 도로면의 특정 영역에 원형 이미지 상을 형성하도록 광학 렌즈를 통해 송출하는 적외선 발진 및 송출부;

상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 적외선을 통과시키는 광학 필터와, 목표로 하는 도로면의 특정 영역의 영상이 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 상으로 맺히도록 하는 수신 렌즈와 마스크를 포함하는 적외선 수신부;

상기 적외선 수신부에서 수신 렌즈와 마스크를 통해 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 맺혀진 상의 출력 신호를 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부;

상기 증폭부에서 증폭된 출력 신호중, 상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 주파수 신호만을 분리하여 통과시키는 대역 필터부;

상기 대역 필터부에서 분리 통과된 대역 주파수를 갖는 신호의 레벨을 측정할 수 있도록 정류 및 평활화하는 정류 및 평활부;

상기 정류 및 평활부에서 정류 및 평활된 신호의 레벨을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및,

상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 차량 검지 알고리즘을 적용하여 검지 유무를 판단하여 해당 신호를 디지털 출력포트로 출력하게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 적외선 차량 검지 장치를 제공한다.

이하에서는 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치를 첨부하는 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 2 는 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치를 채용하여 도로를 통과하는 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석하는 시스템을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 3 은 도 2 에 도시된 원거리 적외선 차량 검지 장치의 구체적인 구성을 나타낸 블록도이다.

일반적으로 적외선은, 0.75㎛ 에서 1㎜ 범위에 속하는 전자기파로서, 파장이 길기 때문에 자외선이나 가시광선에 비하여 미립자에 의한 산란 효과가 적어 대기 중을 비교적 잘 투과한다.

이러한 대기 중에서의 투과성을 이용한 것으로는, 원거리 사진·야간 촬영·거리 측정·적외선 감시장치 등이 있는바, 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치에서도 상기와 같은 특성을 활용하기 위해 적외선을 채용하였고, 이러한 적외선은, 특히 야간에도 주간과 거의 같은 정도의 차량 검지 능력을 발휘하게 된다.

도 2 에 도시되어 있는 바와 같이, 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치를 채용하여 도로를 통과하는 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석하는 시스템은, 차량과, 이러한 차량이 주행하는 도로와, 목표로 하는 도로면 상의 특정 영역, 예를 들면 지름이 30 ㎝ 이내의 차량 검지 영역에 적외선을 조사하고, 이러한 특정 영역까지 대략 20 m 내외의 거리를 유지하에 적합한 일정 높이로 설치되는 원거리 적외선 차량 검지 장치(110) 및, 이러한 차량 검지 장치(110)로부터 디지털 신호를 전송받아 도로를 통과하는 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보를 분석 파악하는 도로 교통 정보 분석 장치(120)로 이루어진다.

상기 차량 검지 장치(110)는, 도로면의 일측에 위치하는 전용의 설치대 위에 설치되는 것이 일반적이지만, 도로면의 특정 영역에 적외선의 조사가 가능한 일정의 높이를 갖는 경우이면 기존의 설치물에 설치하여도 관계없다.

이와 같이 설치된 차량 검지 장치(110)는, 도로면에서 반사되어 되돌아오는 적외선의 양(휘도)을 실시간으로 감시하여, 도로상을 주행중인 차량이 차량 검지 영역을 점유하는 경우 차량을 검지하여 디지털 신호인 트리거 펄스를 발생시킨다.

상기에서 발생된 디지털 신호인 트리거 펄스는, 유선 또는 무선으로 도로 교통 정보 분석 장치(120)로 전송되어 차량 검지 영역을 점유하였던 차량의 대수를 분석하거나, 일정 거리를 유지하는 두 지점의 차량 검지 장치(110)로부터 발생된 디지털 신호인 트리거 펄스에 의해 해당 특정 차량의 속도를 연산하여 그 결과를 디스플레이 장치(도면에 도시하지 않음)를 통해 표시하거나 또는 영상을 이용하여 차량의 속도나 점유 정도와 같은 교통량 등의 교통 정보를 파악할 수 있도록 촬영장치(도면에 도시하지 않음)로 촬영한 영상 정보를 디스플레이 장치를 통해 표시하게 할 수 있다.

이러한 표시를 통해 이후 도로에 진입하는 차량의 운전자가 도로 상의 정체 또는 기타 사유로 인한 도착 시간을 파악할 수 있도록 한다.

이하에서는 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치의 구체적인 구성을 상세하게 설명한다.

상기에서 설명한 바와 같이 특정 지점에 각각 설치될 수 있는 이 고안에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치(110)는, 발진부(111), 적외선 송출부(112)와, 적외선 수신부(113)와,증폭부(114)와, 대역 필터부(115)와, 정류 및 평활부(116)와, A/D 변환부(117) 및, 제어부(118)로 구성된다.

상기 발진부(111)는, 적외선을 발생하는 반도체 소자를 이용하여 일정 주파수, 예를 들면 수십 ㎑의 펄스형 적외선을 단속하면서 발생시킨다.

상기 적외선 송출부(112)는, 상기 발진부(111)에서 발생된 적외선을 목표로 하는 도로면의 특정 영역에 지름이 약 30 ㎝ 정도의 원형 이미지 상을 형성하도록 광학 렌즈를 통해 도로면을 향해 계속적으로 송출한다.

상기 적외선 수신부(113)는, 상기 발진부(111)에서 발생하여 상기 적외선 송출부(112)를 통해 송출되는 대역의 적외선을 통과시키는 광학 필터를 사용하여 도로의 주변 환경으로부터 받을 수 있는 영향을 최소화시킨다.

또한, 상기 적외선 수신부(113)는, 수신 렌즈와 미스크를 사용하여 목표로 하는 도로면의 지름이 약 30cm인 특정 영역의 영상이 적외선을 감지하는 반도체 소자인 적외선 센서의 수광창에 지름 2㎜의 상으로 맺히도록 마스킹하여 특정 영역 이외로부터 받을 수 있는 영향을 최소화한다.

상기 증폭부(114)는, 상기 적외선 수신부(113)에서 수신 렌즈와 마스크를 통해 도로면의 지름이 약 30cm인 특정 영역의 영상을 지름 2㎜의 상으로 맺혀진 적외선 센서의 출력 신호 크기를 증폭한다.

상기 대역 필터부(115)는, 상기 증폭부(114)에서 증폭된 출력 신호중, 상기 적외선 송출부(112)에서 발생하는 대역의 주파수 신호만을 분리시킨다.

상기 정류 및 평활부(116)는, 상기 대역 필터부(115)에서 분리된 상기 적외선 송출부(112)에서 발생하는 대역 주파수의 신호 레벨을 측정할 수 있도록 정류 및 평활화한다.

상기 A/D 변환부(117)는, 상기 정류 및 평활부(116)에서 정류 및 평활된 주파수의 신호 레벨을 디지털 신호로 변환한다.

제어부(118)는, 상기 A/D 변환부(117)에서 변환된 디지털 신호를 소정의 프로토콜로 연속 송출하고, 또한 차량 검지 알고리즘을 적용하여 검지 유무를 판단하여 해당 신호를 디지털 출력 포트로 출력한다.

이상에서 설명한 이 고안의 실시 예에 따른 원거리 적외선 차량 검지 장치의 동작 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 발진부(111)에서 수십 ㎑ 로 단속하는 펄스형 적외선을 발생시키면, 상기 적외선 송출부(112)의 송출 렌즈를 통해 목표로 하는 도로상의 특정 영역에, 예를 들면 지름 30 ㎝ 이내의 원형 이미지를 차량 검지 영역으로서 형성한다.

이러한 상태에서, 차량이 도로상에 진입하여 차량 검지 영역을 점유하게 되면, 원거리, 예를 들면 대략 20m 내외로서 일정 높이에서 조사하는 적외선이 반사되면서 양(휘도)의 변화를 가져오게 된다.

이러한 적외선의 양(휘도)의 변화는, 상기 적외선 수신부(113)의 수신 렌즈와 마스크를 통하여 차량 검지 영역으로서 형성된 지름 30 ㎝ 이내의 원형 이미지인 특정 영역을 지름 2 ㎜ 로 적외선 센서의 수광창에 상이 맺히게 된다.

상기 적외선 센서의 수광창에 맺힌 상에 대한 출력 신호를 상기 증폭부(114)에서 충분하게 증폭한 후, 상기 발진부(111)에서 발진하는 발진 주파수가 중심 주파수인 상기 대역 필터부(115)의 밴드패스 필터를 통과하도록 한다.

상기에서 통과 분리된 신호 레벨을 상기 정류 및 평활부(116)에서 대역 주파수의 신호 레벨을 측정할 수 있도록 정류 및 평활화한 후, 상기 A/D 변환부(117)에서 주파수의 신호 레벨을 디지털 신호로 변환한다.

상기 A/D 변환부(117)에서 변환된 디지털 신호를 상기 제어부(118)에서 소정의 프로토콜로 연속 송출하고, 또한 상기 제어부(118)에서 차량 검지 알고리즘을 적용하여 검지 유무를 판단하여 해당 신호를 온/오프 디지털 출력신호(On/Off Digital Out Signal)로도 디지털 출력포트로 출력한다.

상기에서 출력된 디지털 신호는, 대략 20m 내외의 원거리에서도 정확하게 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보의 분석이 가능하도록 제공된다.

이 고안은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 실용신안등록청구범위에 기재되는 고안의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 고안의 범위 내에 포함된다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 이 고안의 원거리 적외선 차량 검지 장치에 의하면, 원거리에 있는 도로면의 특정 영역에서 반사되는 적외선의 양(휘도)을 비접촉 상태로 실시간 감시하여 판단된 차량의 점유 여부를 도로 교통 정보의 분석에 제공할 수 있게 함으로써, 원거리에서도 실시간으로 정확하고 간편하게 판단된 특정 위치에서 차량의 점유 여부를 도로 교통 정보의 분석 처리에 활용하여 교통 흐름을 원활히 할 수 있게 하며, 비접촉식으로 특정 위치에서 차량의 점유 여부를 판단하여 도로 파손이 전혀 없이 설치 및 유지 관리를 간편하게 할 수 있게 한다.

Claims (1)

1. 차량의 속도나 대수, 점유율과 같은 교통량 등의 도로 교통 정보로 가공하여 도로상의 교통 상황을 분석하기 위해, 상기 차량이 도로면의 특정 영역을 점유하면 디지털 신호인 트리거 펄스를 발생시키는 차량 검지 장치로서,

   적외선을 발생하는 반도체 소자를 이용하여 일정 주파수 펄스형 적외선을 단속하면서 발생시키고, 발생된 적외선을 목표로 하는 도로면의 특정 영역에 원형 이미지 상을 형성하도록 광학 렌즈를 통해 송출하는 적외선 발진 및 송출부;

   상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 적외선을 통과시키는 광학 필터와, 목표로 하는 도로면의 특정 영역의 영상이 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 상으로 맺히도록 하는 수신 렌즈와 마스크를 포함하는 적외선 수신부;

   상기 적외선 수신부에서 수신 렌즈와 마스크를 통해 적외선을 감지하는 반도체 소자의 수광창에 맺혀진 상의 출력 신호를 처리에 적합한 크기로 증폭하는 증폭부;

   상기 증폭부에서 증폭된 출력 신호중, 상기 적외선 발진 및 송출부에서 발생하는 대역의 주파수 신호만을 분리하여 통과시키는 대역 필터부;

   상기 대역 필터부에서 분리 통과된 대역 주파수를 갖는 신호의 레벨을 측정할 수 있도록 정류 및 평활화하는 정류 및 평활부;

   상기 정류 및 평활부에서 정류 및 평활된 신호의 레벨을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및,

   상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 차량 검지 알고리즘을 적용하여 검지 유무를 판단하여 해당 신호를 디지털 출력포트로 출력하게 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원거리 적외선 차량 검지 장치.