KR-102961027-B1 - Vehicle detection apparatus for detecting a vehicle entering a multi-lane Hi-Pass in a highway toll collection system

Abstract

본 실시예들은 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 있어서, 하이패스로 진입하는 차량의 차량 영상을 획득하며, 하이패스와 기 설정된 간격을 형성하도록 하이패스가 배치되는 양측면에 적어도 하나 배치되는 촬영부; 하이패스의 상측단에 배치되며, 적어도 하나의 차량 검지 센서를 포함하고, 재배치 신호에 의해 상기 적어도 하나의 차량 검지 센서의 배치를 재수행하여 재수행된 센서 배치에 따른 센서 데이터를 생성하는 검지 센서 모듈; 및 차량 영상을 전달받아 차량에 대한 차량 데이터를 생성하며, 생성된 차량 데이터를 고려하여 차량 검지 센서의 배치를 위한 재배치 신호를 생성하여 전달하고, 센서 데이터를 기반으로 차량 검지 데이터를 생성하는 차량 검지 제어부를 포함하는 차량 검지 장치를 제공한다.

Inventors

• 이경수
• 김동철
• 최국진
• 최경문
• 김동현

Assignees

• 주식회사 스마트비전

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250819

Claims (10)

1. 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 있어서, 상기 하이패스로 진입하는 차량의 차량 영상을 획득하며, 상기 하이패스와 기 설정된 간격을 형성하도록 상기 하이패스가 배치되는 양측면에 적어도 하나 배치되는 촬영부; 상기 하이패스의 상측단에 배치되며, 적어도 하나의 차량 검지 센서를 포함하고, 재배치 신호에 의해 상기 적어도 하나의 차량 검지 센서의 배치를 재수행하여 상기 재수행된 센서 배치에 따른 센서 데이터를 생성하는 검지 센서 모듈; 및 상기 차량 영상을 전달받아 차량에 대한 차량 데이터를 생성하며, 상기 생성된 차량 데이터를 고려하여 상기 차량 검지 센서의 배치를 위한 상기 재배치 신호를 생성하여 전달하고, 상기 센서 데이터를 기반으로 차량 검지 데이터를 생성하는 차량 검지 제어부를 포함하고, 상기 검지 센서 모듈은, 상기 하이패스의 차량 이동 방향의 전방의 각각 차선 중심에 배치되는 고정형 센서부; 및 상기 하이패스의 차량 이동 방향에서 상기 고정형 센서부 보다 후방에 배치되며, 상기 재배치 신호에 의해 내부 센서들의 위치가 이동하는 이동형 센서부를 포함하는 차량 검지 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 고정형 센서부 및 상기 이동형 센서부는, 전파를 이용하여 차량의 위치, 속도 및 거리를 감지하는 레이더 센서; 빛의 반사를 이용하여 차량과의 거리를 측정하여 형상을 인식하는 라이다 센서; 음파 반사를 통해 차량과의 거리를 측정하는 초음파 센서; 차량의 철 성분 변화를 감지하는 자기 센서; 차량의 열원을 감지하는 적외선 센서; 차량의 이미지를 획득하는 영상 센서; 및 차량의 주행음, 경적, 사고 충돌음을 포함하는 이벤트 음성을 획득하는 음성 센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 차량 검지 제어부는, 상기 하이패스의 전방에 형성되는 서로 이격된 제1 촬영부 및 제2 촬영부를 통해 획득한 제1 차량 영상 및 제2 차량 영상을 통해 차량의 속도, 차량 번호, 차량 종류, 차량의 크기 및 진입 차선 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 차량 데이터를 생성하며, 상기 차량 데이터를 기반으로 기 저장된 우선순위 테이블 또는 배치 모델에 따라 상기 이동형 센서부에 적어도 하나 포함되는 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서, 자기 센서, 적외선 센서, 영상 센서 및 음성 센서의 위치를 배치하는 상기 재배치 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 차량 검지 제어부는, 상기 제1 차량 영상 및 상기 제2 차량 영상을 통해 차량의 속도가 제1 임계치를 초과하는 과속 차량으로 판단된 경우, 상기 이동형 센서부에 포함된 복수의 센서 중 상기 영상 센서 및 상기 레이더 센서는 차량의 진행 방향 최선단에 위치시키고, 상기 레이더 센서는 차량의 진행 방향 최후단에 위치시키며, 상기 초음파 센서, 상기 자기 센서, 상기 적외선 센서 및 상기 음성 센서는 상기 최선단 및 상기 최후단 사이에 위치시키는 전후방 배치 좌표와, 상기 생성된 차량 데이터에 따른 차량 종류를 고려하여 상기 이동형 센서부에 적어도 하나 포함되는 센서들의 높이 좌표를 포함하는 상기 재배치 신호를 생성하여 상기 이동형 센서부에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 차량 검지 제어부는, 상기 제1 차량 영상 및 제2 차량 영상을 통해 1차적으로 획득한 차량의 번호판의 확인이 불가능한 경우, 복수의 차선 각각에 배치되는 상기 이동형 센서부의 상기 영상 센서를 상기 차량의 번호판의 확인이 불가능한 차량이 이동하는 차선으로 이동시키는 상기 재배치 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 이동형 센서부는, 상기 하이패스에 설치되는 이동 레일을 따라 상기 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서, 자기 센서, 적외선 센서, 영상 센서 및 음성 센서가 상하 좌우 이동하며, 상기 이동 레일을 따라 이동이 끝나면 슬라이딩 방식으로 높낮이 조절이 가능하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
8. 제4항에 있어서, 상기 차량 검지 제어부는, 상기 제1 촬영부 및 상기 제2 촬영부를 통해 획득한 제1 차량 영상 및 제2 차량 영상과, 상기 고정형 센서부 및 상기 이동형 센서부를 통해 획득한 상기 센서 데이터를 기반으로 상기 차량 검지 데이터를 생성하며, 상기 센서 데이터는 고정형 센서부와 이동형 센서부의 센서 각각에 대한 센서 값과, 고정형 센서부의 센서들을 기준으로 서로 대응되는 이동형 센서부의 센서들의 간의 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 차량 검지 데이터는, 이동 차선 각각에 대한 차량 존재 여부, 차량 속도, 차량 위치, 차량 길이, 차량 높이, 차량 너비, 통과 시간, 통과 소요 시간, 차량 종류, 차량 번호, 단말기 감지 여부를 적어도 하나 포함하며, 상기 차량 검지 제어부는, 상기 차량 속도, 상기 차량 길이, 상기 차량 높이 및 차량 종류를 이용하여 차량 종류를 분류하고, 상기 단말기 감지 여부 및 상기 차량 존재 여부를 이용하여 차량의 정상 또는 비정상 통과를 확인하여 상기 하이패스로 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 검지 장치.
10. 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 의한 차량 검지 방법에 있어서, 상기 하이패스와 기 설정된 간격을 형성하도록 상기 하이패스가 배치되는 양측면에 적어도 하나 배치되는 촬영부를 통해 상기 하이패스로 진입하는 차량의 차량 영상을 획득하는 단계; 상기 하이패스의 상측단에 배치되며 적어도 하나의 차량 검지 센서를 포함하는 검지 센서 모듈이 재배치 신호에 의해 상기 적어도 하나의 차량 검지 센서의 배치를 재수행하며, 상기 재수행된 센서 배치에 따른 센서 데이터를 생성하는 단계; 및 차량 검지 제어부가, 상기 차량 영상을 전달받아 차량에 대한 차량 데이터를 생성하며, 상기 생성된 차량 데이터를 고려하여 상기 차량 검지 센서의 배치를 위한 상기 재배치 신호를 생성하여 전달하고, 상기 센서 데이터를 기반으로 차량 검지 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 센서 데이터를 생성하는 단계는 상기 하이패스의 차량 이동 방향의 전방의 각각 차선 중심에 배치되는 고정형 센서부; 및 상기 하이패스의 차량 이동 방향에서 상기 고정형 센서부 보다 후방에 배치되며, 상기 재배치 신호에 의해 내부 센서들의 위치가 이동하는 이동형 센서부를 포함하는 상기 검지 센서 모듈을 통해 배치를 재수행하며, 상기 재수행된 센서 배치에 따른 센서 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 차량 검지 방법.

Description

고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치{Vehicle detection apparatus for detecting a vehicle entering a multi-lane Hi-Pass in a highway toll collection system} 본 발명은 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 관한 것이다. 이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. 고속도로 통행료 수납 시스템은 운전자가 요금소에 정차하여 현금이나 카드로 요금을 지불하는 방식에서 차량에 탑재된 단말기와 도로변에 설치된 기지국이 근거리 전용 무선통신을 통해 통행료를 자동으로 정산하는 하이패스 방식으로 발전해왔다. 하이패스 방식은 하이패스 결제를 수행하기 위한 단말기를 장착한 차량이 별도의 정차 없이 무정차 통과할 수 있도록 하기 위해 차량의 진입 여부 및 단말기 상태를 신속히 검지하는 기술이 중요하다. 종래의 고속도로 통행료 수납 시스템은 루프코일, 적외선 센서, RFID 통신기 등 다양한 센서를 활용하여 차량의 존재 여부를 감지하고, 해당 차량이 하이패스 차선에 진입했는지를 판단하였으나, 센서의 오인식 또는 차량 간의 간격에 따른 오검지, 비정상적인 진입을 실시간으로 구분하지 못하는 문제, 차량 위치 식별 정확도 저하, 차량의 상태에 따른 센서 신호 오류 등의 문제가 있다. 이로 인해 통행료 수납 오류, 부정 통과, 단말기 미인식 사고 등의 문제로 이어지는 경우가 있으며, 이러한 문제를 방지하기 위한 더욱 정밀하고 신뢰성 높은 차량 검지 기술이 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 검지 장치의 구성간의 연결과 하이패스와의 연결을 나타내는 구성 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치가 적용된 형태를 나타내는 예시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 의한 차량 검지 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 발명은 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치에 관한 것이다. 최근 고속도로 통행료 수납 시스템은 단일 차로 기반의 기존 하이패스 방식에서 벗어나, 복수의 차로를 별도의 차단기 없이 고속 주행 상태로 통과할 수 있는 다차로 하이패스(MLFF, Multi-Lane Free Flow) 환경으로 변화하고 있다. 이러한 다차로 구조에서는 차량이 특정 차로를 명확하게 구분하지 않고 자유롭게 주행할 수 있으므로, 기존의 고정된 차로 기반 차량 검지 방식만으로는 차량 위치, 차종, 속도 및 단말기 보유 여부를 정확히 식별하기 어려운 문제가 있다. 이에, 본 발명의 차량 검지 장치(10)는 차량의 위치, 속도, 크기, 단말기 여부 등을 복합적으로 고려하여 센서를 동적으로 제어하거나, 센서의 공간적 배치를 최적화함에 따라 다차로 하이패스 환경에 진입하는 차량을 정밀하게 검지하기 위해, 측정된 차량 영상을 활용하여 각 센서의 위치(전방/후방/높이)를 조정하여 차량에 대한 센서 값을 생성함으로써, 차량 검지의 정확도 및 통행료 수납의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치를 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 고속도로 통행료 수납 시스템에서 다차로 하이패스로 진입하는 차량을 검지하는 차량 검지 장치(10)는 촬영부(100), 검지 센서 모듈(200) 및 차량 검지 제어부(300)를 포함한다. 차량 검지 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 촬영부(100)는 하이패스(20)로 진입하는 차량의 차량 영상을 획득하며, 하이패스(20)와 기 설정된 간격을 형성하도록 하이패스(20)가 배치되는 양측면에 적어도 하나 배치될 수 있다. 검지 센서 모듈(200)은 하이패스(20)의 상측단에 배치되며, 적어도 하나의 차량 검지 센서를 포함하고, 재배치 신호에 의해 적어도 하나의 차량 검지 센서의 배치를 재수행하여 재수행된 센서 배치에 따른 센서 데이터를 생성할 수 있다. 검지 센서 모듈(200)은 고정형 센서부(210) 및 이동형 센서부(220)를 포함한다. 고정형 센서부(210)는 하이패스(20)의 차량 이동 방향의 전방의 각각 차선 중심에 배치될 수 있다. 이동형 센서부(220)는 하이패스(20)의 차량 이동 방향에서 고정형 센서부(210) 보다 후방에 배치되며, 재배치 신호에 의해 내부 센서들의 위치가 이동할 수 있다. 여기서, 재배치 신호는 이동형 센서부(220)에 포함되는 각각의 센서들의 위치와 높낮이를 포함할 수 있으며, 지향 각도를 더 포함할 수 있다. 이동형 센서부(220)는 하이패스(20)에 설치되는 이동 레일(202)을 따라 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서, 자기 센서, 적외선 센서, 영상 센서 및 음성 센서가 상하 좌우 이동하며, 이동 레일을 따라 이동이 끝나면 슬라이딩 방식으로 높낮이 조절이 가능하도록 구현될 수 있다. 이때, 높낮이 조절은 이동이 끝나면 가능한 것으로 한정하지 않으며, 목표 위치로 이동하는 동안 목표 높낮이로 조절이 이루어질 수도 있다. 고정형 센서부(210) 및 이동형 센서부(220)는 전파를 이용하여 차량의 위치, 속도 및 거리를 감지하는 레이더 센서; 빛의 반사를 이용하여 차량과의 거리를 측정하여 형상을 인식하는 라이다 센서; 음파 반사를 통해 차량과의 거리를 측정하는 초음파 센서; 차량의 철 성분 변화를 감지하는 자기 센서; 차량의 열원을 감지하는 적외선 센서; 차량의 이미지를 획득하는 영상 센서; 및 차량의 주행음, 경적, 사고 충돌음을 포함하는 이벤트 음성을 획득하는 음성 센서를 적어도 하나 포함할 수 있다. 차량 검지 제어부(300)는 차량 영상을 전달받아 차량에 대한 차량 데이터를 생성하며, 생성된 차량 데이터를 고려하여 차량 검지 센서의 배치를 위한 재배치 신호를 생성하여 전달하고, 센서 데이터를 기반으로 차량 검지 데이터를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량 데이터는 차량 번호, 차량 고유 식별 아이디 등을 포함하는 식별 정보, 차량 크기, 차량 종류, 차종, 차량 색상, 차량 축 등을 포함하는 외형 정보, 차량 속도, 진입 차선, 차량 진행 방향 등을 포함하는 위치 운행 정보, 차량 진행 방향, 촬영 시간 등을 포함하는 차량 신뢰 정보 등을 적어도 하나 포함할 수 있다. 차량 검지 제어부(300)는 하이패스(20)의 전방에 형성되는 서로 이격된 제1 촬영부(110) 및 제2 촬영부(120)를 통해 획득한 제1 차량 영상 및 제2 차량 영상을 통해 차량의 속도, 차량 번호, 차량 종류, 차량의 크기 및 진입 차선 정보 중 적어도 하나를 포함하는 차량 데이터를 생성할 수 있다. 차량 검지 제어부(300)는 차량 데이터를 기반으로 기 저장된 우선순위 테이블 또는 배치 모델에 따라 이동형 센서부에 적어도 하나 포함되는 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서, 자기 센서, 적외선 센서, 영상 센서 및 음성 센서의 위치를 배치하는 재배치 신호를 생성할 수 있다. 차량 검지 제어부(300)는 제1 차량 영상 및 상기 제2 차량 영상을 통해 차량의 속도가 제1 임계치를 초과하는 과속 차량으로 판단된 경우, 이동형 센서부(220)에 포함된 복수의 센서 중 영상 센서 및 레이더 센서는 차