JP2023525681A - 路面状態探知装置およびシステム、これを用いた路面状態探知方法 - Google Patents

路面状態探知装置およびシステム、これを用いた路面状態探知方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、音響信号を通して路面状態を判断する路面状態探知装置およびシステム、これを用いた路面状態探知方法に関する。本発明による路面状態探知装置は、道路上に設置され、道路で移動体の移動によって発生する音響信号を測定するセンサー部と、センサー部から測定された音響信号を正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する制御部と、を含み、遠隔地で特定区間の路面状態に相当する措置を迅速かつ正確に処理することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、路面状態探知装置に関し、より詳細には、音響信号を通して路面状態を判断する路面状態探知装置およびシステム、これを用いた路面状態探知方法に関する。
薄氷は、日中降った雪や雨がアスファルト道路の隙間に入り込んで、夜の間に道路の油、ホコリなどと混ざって道路の上に薄く張った氷のことをいう。
薄氷は、道路走行時に目立たず、単に道路が少し濡れたと考えやすいので、車両の大型事故の主原因として台頭している。
これによって、最近では、薄氷をあらかじめ探知して、運転者に警告したり、除雪作業を行うことができる多様な研究が行われている。
韓国特許公開第１０－２０１９－０１４０２７２号は、薄氷を感知できる「薄氷感知装置および方法」に関する内容を開示している。
開示された薄氷感知装置は、車両に搭載されて、薄氷を感知する薄氷感知装置であって、道路路面上の温度である路面温度を測定し、大気上の温度である大気温度を測定する感知部、路面温度および大気温度を用いて、薄氷か否かを判断する制御部を含み、制御部が薄氷と判断した場合、薄氷情報をナビゲーション装置に伝送する通信部を含んで構成される。
開示された薄氷感知装置のように、レーザーまたは超音波を送信した後、波形を受信して、温度を測定する場合、薄氷を感知することができるが、感知範囲が車両走行前方の数メートルに過ぎないので、実質的に運転者が危険要素に対処できる時間が短いという問題点があった。
この他にも、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ－ｌｏｃｋ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ）動作、すなわち、自動車の車輪回転数の差を通して薄氷を判断するなど多様な研究が進行されたが、上記のような問題点を依然として解決することができなかった。
したがって、本発明の目的は、遠隔地で特定区間の路面状態を判断して、路面状態に相当する措置を迅速かつ正確に処理することができるようにする路面状態探知装置およびシステム、これを用いた路面状態探知方法を提供することにある。
本発明による路面状態探知装置は、道路上に設置され、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定するセンサー部と、前記センサー部から測定された前記音響信号を正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する制御部と、を含むことを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、前記センサー部から測定された音響信号を学習し、保存された学習データに基づいて路面状態を判断することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、前記センサー部から測定された音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、前記移動体１台による路面状態をリアルタイムで判断し、かつ、所定の台数の前記移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態と決定することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記センサー部は、前記道路の表面温度、周囲温度および湿度を測定することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、前記音響信号を通して路面状態を判断し、かつ、前記センサー部から測定された表面温度および湿度に基づいて露点を算出し、算出された前記露点と周囲温度を路面状態の判断に反映することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、算出された露点が所定の値を超過した状態で、周囲温度が所定の値よりも小さい場合、氷結状態と判断することを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置において、前記制御部は、前記センサー部から測定された音響信号を通してポットホール（Ｐｏｔ ｈｏｌｅ）、事故（Ｃｒａｓｈ）またはスキッド（Ｓｋｉｄ）を判断することを特徴とする。
本発明による路面状態探知システムは、道路上に設置され、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定する路面状態探知装置と、前記路面状態探知装置から測定された前記音響信号を受信して、正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する管理サーバーと、を含むことを特徴とする。
本発明による路面状態探知システムにおいて、前記路面状態探知装置は、複数個で備えられ、前記道路上に一定間隔で離隔して設置されることを特徴とする。
本発明による路面状態探知システムにおいて、前記管理サーバーは、前記路面状態探知装置から測定された音響信号を通して移動体があらかじめ設定された路面状態探知装置間の距離と通過する時間を測定して、速度を算出することを特徴とする。
本発明による路面状態探知システムにおいて、前記管理サーバーは、隣接する路面状態探知装置から判断された路面状態が重複しているか否かによって路面状態の範囲を決定することを特徴とする。
本発明による路面状態探知システムにおいて、前記管理サーバーは、前記判断された路面状態を道路電光標識（ＶＭＳ）を介して出力したり、前記判断された路面状態によって当該位置に設置された除雪装置を動作させることを特徴とする。
本発明による路面状態探知方法は、道路上に設置される路面状態探知装置が、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定する段階と、前記路面状態探知装置が、測定された前記音響信号を通して正常または非正常状態に区分する段階と、前記路面状態探知装置が、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明による路面状態探知方法は、管理サーバーが、道路上に設置される路面状態探知装置から前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を受信する段階と、前記管理サーバーが、前記音響信号を正常または非正常状態に区分する段階と、前記管理サーバーが、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明による路面状態探知装置は、音響信号を通して降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断することによって、広いカバレッジで陰影地域なしで遠隔地で特定区間の路面状態に相当する措置を迅速かつ正確に処理することができる。
本発明の実施形態による路面状態探知システムを示す図である。 本発明の実施形態による路面状態探知装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による管理サーバーの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による路面状態探知方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による路面状態探知方法を示すフローチャートである。 路面状態による音響信号に対する周波数特性を示すグラフである。 路面状態による音響信号に対する周波数特性を示すグラフである。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の説明および添付の図面において、本発明の要旨を不明にすることができる公知の機能または構成に関する詳細な説明は省略する。また、図面全体において、同一の構成要素は、できるだけ、同一の参照符号で示していることに留意しなければならない。
以下で説明される本明細書および請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されるべきものではなく、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則して本発明の技術的思想に符合する意味と概念に沿って解釈されるべきものである。したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例がありえることを理解すべきである。
また、第１、第２などのように序数を含む用語は、多様な構成要素を説明するために使用するものであり、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用され、前記構成要素を限定するために使用されない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第２構成要素は、第１構成要素と命名することができ、同様に、第１構成要素も第２構成要素と命名することができる。
これに加えて、任意の構成要素が他の構成要素に 「連結されて 」いるか、「接続されて 」いると言及する場合、これは、論理的または物理的に連結されたり接続されてもよいことを意味する。換言すれば、構成要素が他の構成要素に直接的に連結されたり接続されてもよいが、中間に他の構成要素が存在してもよいし、間接的に連結されたり接続されてもよいと理解すべきである。
また、本明細書において使用した用語は、ただ特定の実施形態を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上、明白に相異に意味しない限り、複数の表現を含む。また、本明細書において記述される 「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解すべきである。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による路面状態探知システムを示す図である。
図１を参照すると、本発明の実施形態による路面状態探知システム３００は、路面状態探知装置１００と、管理サーバー２００を含む。
路面状態探知装置１００は、道路上に一定の間隔で離隔した状態で配置される。このような路面状態探知装置１００は、道路の両端部にジグザク形態で配置されたり、一方の端部に一列に配置されることもできる。例えば、路面状態探知装置１００は、氷結脆弱区間に１００ｍの間隔で設置されたり、急勾配、急カーブ中心の氷結脆弱区間に８０ｍの間隔で設置されてもよい。
また、路面状態探知装置１００は、リアルタイムで道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定する。ここで、移動体としては、代表的に車両が挙げられるが、これに限定されるものではなく、バイクなど路面上で移動しながら騒音を発生する多様な移動体が挙げられる。
また、路面状態探知装置１００は、測定された音響信号を正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）を含む路面状態を判断する。ここで、正常状態の路面は、乾いている（Ｄｒｙ）状態である。これに加えて、路面状態探知装置１００は、音響信号を通してポットホール（Ｐｏｔ ｈｏｌｅ）、事故（Ｃｒａｓｈ）またはスキッド（Ｓｋｉｄ）を判断することができる。特に本発明による路面状態探知装置１００は、測定された音響信号による路面状態を学習し、保存された学習データに基づいて路面状態を判断する。
このように、路面状態探知装置１００は、自体的に音響信号を測定し、測定された音響信号を通して路面状態を判断することができる。この際、路面状態探知装置１００が自体的に路面状態を判断する場合、装置の構成が複雑になり、各路面状態探知装置１００が多量のデータを保存しなければならないので、好ましくは、路面状態探知装置１００は、移動体の移動による音響信号を収集し、収集した音響信号をリアルタイムで管理サーバー２００に伝送することができる。
管理サーバー２００は、各路面状態探知装置１００のアイディ（ＩＤ）を有していて、各路面状態探知装置１００別に基準値、すなわち普段乾燥路面走行時の音の周波数スペクトルを有している。
これによって、管理サーバー２００は、路面状態探知装置１００から音響信号を受信し、音響信号を正常または非正常状態に区分することができる。すなわち管理サーバー２００は、一次的に路面が正常状態であるか、非正常状態であるかを判断することができる。
また、管理サーバー２００は、路面状態が非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する。特に、本発明の実施形態による路面状態探知装置１００は、測定された音響信号による路面状態を学習し、保存された学習データに基づいて路面状態を判断する。
このような管理サーバー２００は、判断された路面状態を道路電光標識（ＶＭＳ）を介して出力したり、判断された路面状態によって当該位置に設置された除雪装置を動作させることができる。例えば、管理サーバー２００は、道路の状態を管理しモニタリングする管制システムと連係して動作したり、管制システム内に設置されることができ、非正常状態である道路状態および位置を自動で画面上に露出させることができる。これによって、管制システムは、道路電光標識を介して警告文を出力し、当該道路に設置された除雪装置を用いて塩水または塩化カルシウムを噴射したり、事故が発生した場合には、レッカー車を出動させるなどの動作を行うことができる。
この他にも、管理サーバー２００は、路面状態探知装置１００から測定された音響信号を通して移動体があらかじめ設定された路面状態探知装置１００間の距離と通過する時間を測定して、速度を算出することができる。すなわち管理サーバー２００は、路面状態探知装置１００で測定される音響信号のピーク値を当該移動体が通過した時点と決定し、設定された路面状態探知装置１００を通過する時間を測定して、速度を算出することができる。測定された速度は、道路上に設置されたカメラと連動して移動体に対する過速度取り締まりに使用できる。これによって、道路に埋め込まれる高価な過速度測定装置に消耗される費用を節減することができる。一方、移動体の速度を測定する機能を管理サーバー２００が行うものと説明したが、これに限定されるものではなく、路面状態探知装置１００間の通信により自体的に移動体の速度を測定し、カメラと連係して動作することもできる。
また、管理サーバー２００は、隣接する路面状態探知装置１００から判断された路面状態が重複しているか否かによって路面状態の範囲を決定することができる。例えば、第１路面状態探知装置１００ａと第２路面状態探知装置２００ｂの道路状態が氷結と重複して判断された場合、管理サーバー２００は、第１路面状態探知装置１００ａと第２路面状態探知装置２００ｂの間を氷結地域と判断することができる。
このように、本発明の実施形態による路面状態探知システム３００は、音響信号を通して降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）を含む路面状態を判断することによって、広いカバレッジで陰影地域なしで遠隔地で特定区間の路面状態に相当する措置を迅速かつ正確に処理することができる。
以下、本発明の実施形態による路面状態探知装置１００についてより詳細に説明する。
図２は、本発明の実施形態による路面状態探知装置の構成を示すブロック図である。
図２を参照すると、本発明の実施形態による路面状態探知装置１００は、通信部１１０、センサー部１３０、保存部１５０、電源部１７０および制御部１９０を含んで構成される。
通信部１１０は、管理サーバー２００または路面状態探知装置１００内の各構成間にデータ送受信を行う。特に、通信部１１０は、センサー部１３０から測定された音響信号を制御部１７０または管理サーバー２００に伝送したり、路面状態探知装置１００自体的に音響信号分析を行う場合には、分析結果、すなわち現在道路状態に関する情報を管理サーバー２００に伝送することができる。このような通信部１１０は、ＬｏＲａ（Ｌｏｎｇ ｒａｎｇｅ）通信、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信または５Ｇ通信などによりセンサー部１３０の音響信号を受信したり、収集された音響信号を管理サーバー２００に伝送することができる。このような通信部１１０は、送信される信号を変調し、受信される信号を復調するモデム（Ｍｏｄｅｍ）を含んでもよい。
センサー部１３０は、道路上での移動体の移動による音響信号を測定することができる。ここで、センサー部１３０は、音響信号を測定するための無指向性高感度マイクが使用できる。また、センサー部１３０は、周囲温度を測定するための温度センサー、周囲湿度を測定するための湿度センサー、道路表面温度を測定するためのＩＲ表面温度センサーを含んでもよい。このようなセンサー部１３０は、測定される音響信号、周囲温度、周囲湿度、道路表面温度をリアルタイムで制御部１７０に伝送することができる。ここで、センサー部１３０は、制御部１７０と別に設置されたり、制御部１７０と一体に形成されてもよい。すなわち制御部１７０は、通信部１１０を介して複数のセンサー部１３０をカバーするように構成され、１つの制御部１７０は、複数のセンサー部１３０から音響信号、周囲温度、周囲湿度、道路表面温度を収集するように構成されることができる。この他にも、１つのセンサー部１３０が１つの制御部１７０と一体に形成されてもよい。
保存部１５０は、路面状態探知装置１００の機能動作に必要なプログラムおよびデータを保存する役割を行う。特に、保存部１５０は、センサー部１３０から測定された音響信号を通して正常または非正常状態に区分するためのアルゴリズムを保存することができる。例えば、正常または非正常状態に区分するためのアルゴリズムは、Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌが挙げられるまた、保存部１５０は、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）を含む路面状態を判断するアルゴリズムを保存することができる。例えば、路面状態を判断するアルゴリズムは、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌが挙げられる
電源部１７０は、路面状態探知装置１００の機能動作による電源を供給する役割を行うことができる。ここで、電源部１７０は、常用電源を供給されたり、太陽光パネルおよびバッテリーを具備し、自体的に電力を生産して、電源を供給するように構成されてもよい。
制御部１９０は、路面状態探知装置１００の全般的な機能動作を制御する。このような制御部１９０は、１次判断モジュール１９１と、２次判断モジュール１９２を含んでもよい。
１次判断モジュール１９１は、センサー部１３０から測定された音響信号を正常または非正常状態に区分する。ここで、制御部１９０は、保存部１５０に保存されたＧｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して正常または非正常状態に区分し、結果を学習することができる。
一方、図６および図７は、路面状態による音響信号に対する周波数特性を示すグラフである。ここで、図６は、晴れた日に、車両の移動による周波数特性を示すグラフであり、図７は、雨の降る日に、図６と同じ位置で同じ車両の移動による周波数特性を示すグラフである。図６のグラフは、車両がないときの値ａと車両が移動するときの値ｂの差異が大きくないのに対し、図７のグラフは、図６のグラフと比べて、車両がないときの値ａと車両が移動するときの値ｂの差異が大きいことが確認できる。このように、１次判断モジュール１９１は、正常状態と非正常状態による周波数の差異によって正常または非正常状態に区分することができる。
２次判断モジュール１９２は、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する。ここで、２次判断モジュール１９２は、センサー部１３０から測定された音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することができる。この際、２次判断モジュール１９２は、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して路面状態を判断し、判断された結果を学習することができる。
また、２次判断モジュール１９２は、路面状態結果値の正確度を高めるために、移動体１台による路面状態をリアルタイムで判断し、かつ、所定の台数の移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態と決定することができる。すなわち２次判断モジュール１９２は、移動体１台に対する判断結果をリアルタイムで管理サーバー２００に伝送するものではなく、所定の台数の移動体に対する判断結果を累積し、所定の台数の移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態を管理サーバー２００に通知して、正確度を高めることができる。
また、２次判断モジュール１９２は、音響信号を通して路面状態を判断し、かつ、センサー部１３０から測定された表面温度および湿度に基づいて露点を算出し、算出された露点と周囲温度を路面状態の判断に反映することができる。例えば、２次判断モジュール１９２は、算出された露点が所定の値を超過すると、路面が濡れていると判断し、路面が濡れている状態で、周囲温度が所定の値よりも低い場合、濡れた路面が凍って氷結状態であると判断することができる。
また、２次判断モジュール１９２は、センサー部１３０から測定された音響信号を通してポットホール（Ｐｏｔ ｈｏｌｅ）、事故（Ｃｒａｓｈ）またはスキッド（Ｓｋｉｄ）を判断することができる。
また、２次判断モジュール１９２は、あらかじめ設定された路面状態探知装置１００間の距離と通過する時間を測定して、移動体の速度を算出することができる。すなわち、２次判断モジュール１９２は、通信部１１０を介して通信して、設定された路面状態探知装置１００から移動体が当該路面状態探知装置１００を通過した時刻を受信することができる。この際、設定された路面状態探知装置は、移動体の移動方向を基準として以前に位置する路面状態感知装置であってもよい。２次判断モジュール１９２は、設定された路面状態探知装置から受信した時刻と移動体が現在通過する時刻に基づいて、設定された路面状態探知装置から現在路面状態探知装置を通過するのに所要される時間を算出することができる。２次判断モジュール１９２は、算出された時間と保存部１５０に保存された路面状態探知装置との距離により移動体の速度を算出することができる。２次判断モジュール１９２は、算出された速度が所定の速度を超過した場合、隣り合って設置されたカメラに情報を伝達して、移動体を撮影するようにすることができる。すなわち２次判断モジュール１９２は、道路上に設置されたカメラと連動して移動体に対する過速度取り締まりに使用できる。これによって、道路に埋め込まれる高価な過速度測定装置に消耗する費用を節減することができる。
以下、本発明の実施形態による管理サーバー２００の構成についてより詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態による管理サーバーの構成を示すブロック図である。
図３を参照すると、管理サーバー２００は、サーバー通信部２１０と、サーバー保存部２２０と、サーバー制御部２３０を含んで構成される。
サーバー通信部２１０は、路面状態探知装置１００とデータ送受信を行うことができる。特に、サーバー通信部２１０は、路面状態探知装置１００から音響信号を受信したり、路面状態探知装置１００自体的に音響信号分析を行う場合には、分析結果、すなわち現在道路状態に関する情報を受信することができる。サーバー通信部２１０は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信または５Ｇ通信などにより路面状態探知装置１００から音響信号を受信したり、分析結果を受信することができる。これに加えて、サーバー通信部２１０は、道路の状態を管理しモニタリングする管制システムと通信してデータを送受信することができる。
サーバー保存部２２０は、管理サーバー２００の機能動作に必要なプログラムおよびデータを保存する役割を行う。特に、サーバー保存部２２０は、路面状態管理装置１００から測定された音響信号を通して正常または非正常状態に区分するためのアルゴリズムを保存することができる。例えば、正常または非正常状態に区分するためのアルゴリズムは、Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌが挙げられるまた、サーバー保存部２２０は、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）を含む路面状態を判断するアルゴリズムを保存することができる。例えば、路面状態を判断するアルゴリズムは、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌが挙げられる
サーバー制御部２３０は、管理サーバー２００の全般的な機能動作を制御する。このような制御部２３０は、１次判断モジュール２３１および２次判断モジュール２３２を含んでもよい。
１次判断モジュール２３１は、路面状態探知装置１００から受信された音響信号を正常または非正常状態に区分する。ここで、１次判断モジュール２３１は、サーバー保存部２２０に保存されたＧｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して正常または非正常状態に区分し、結果を学習することができる。
２次判断モジュール２３２は、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する。ここで、２次判断モジュール２３２は、路面状態探知装置１００から受信した音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することができる。この際、２次判断モジュール２３２は、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して路面状態を判断し、判断された結果を学習することができる。
また、２次判断モジュール２３２は、路面状態結果値の正確度を高めるために、移動体１台による路面状態をリアルタイムで判断し、かつ、所定の台数の移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態と決定することができる。すなわち２次判断モジュール２３２は、移動体１台に対する判断結果を路面状態と決定して、管制システムに伝送するものではなく、所定の台数の移動体に対する判断結果を累積し、所定の台数の移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態を管制サーバーに通知して、正確度を高めることができる。
また、２次判断モジュール２３２は、音響信号を通して路面状態を判断し、かつ、路面状態探知装置１００から受信した表面温度および湿度に基づいて露点を算出し、算出された露点と周囲温度を路面状態の判断に反映することができる。例えば、２次判断モジュール２３２は、算出された露点が所定の値を超過すると、路面が濡れていると判断し、路面が濡れている状態で、周囲温度が所定の値よりも小さい場合、濡れた路面が凍って氷結状態であると判断することができる。
また、２次判断モジュール２３２は、路面状態探知装置１００から受信した音響信号を通してポットホール（Ｐｏｔ ｈｏｌｅ）、事故（Ｃｒａｓｈ）またはスキッド（Ｓｋｉｄ）を判断することができる。
また、２次判断モジュール２３２は、判断された路面状態を道路電光標識（ＶＭＳ）を介して出力したり、判断された路面状態によって当該位置に設置された除雪装置を動作させることができる。例えば、２次判断モジュール２３２は、道路の状態を管理しモニタリングする管制システムと連係して動作したり、管制システム内に設置されてもよく、非正常状態である道路状態および位置を自動で画面上に露出させることができる。これによって、管制システムは、道路電光標識を介して警告文を出力し、当該道路に設置された除雪装置を用いて塩水または塩化カルシウムを噴射したり、事故が発生された場合には、レッカー車を出動させるなどの動作を行うことができる。
この他にも、２次判断モジュール２３２は、路面状態探知装置１００から測定された音響信号を通して移動体があらかじめ設定された路面状態探知装置１００間の距離と通過する時間を測定して、速度を算出することができる。すなわち２次判断モジュール２３２は、路面状態探知装置１００で測定される音響信号のピーク値を当該移動体が通過した時点と決定し、設定された路面状態探知装置１００を通過する時間を測定して、速度を算出することができる。測定された速度は、道路上に設置されたカメラと連動して移動体に対する過速度取り締まりに使用できる。これによって、道路に埋め込まれる高価な過速度測定装置に消耗する費用を節減することができる。
また、２次判断モジュール２３２は、隣接する路面状態探知装置１００から判断された路面状態が重複しているか否かによって路面状態の範囲を決定することができる。例えば、図１の第１路面状態探知装置１００ａと第２路面状態探知装置２００ｂの道路状態が氷結と重複して判断された場合、２次判断モジュール２３２は、第１路面状態探知装置１００ａと第２路面状態探知装置２００ｂの間を氷結地域と判断することができる。
以下、本発明の実施形態による路面状態探知方法について詳細に説明する。
図４および図５は、本発明の実施形態による路面状態探知方法を示すフローチャートである。
図４を参照すると、Ｓ１０段階で、路面状態探知装置は、音響信号を測定する。
次に、Ｓ２０段階で、路面状態探知装置は、路面状態を１次判断する。すなわち、Ｓ２０段階で、路面状態探知装置は、Ｓ１０段階で測定された音響信号を通して正常または非正常状態に区分する。この際、路面状態探知装置は、Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して正常または非正常状態に区分し、結果を学習することができる。
次に、Ｓ３０段階で、路面状態が非正常状態である場合、Ｓ４０段階で、路面状態探知装置は、路面状態を２次判断することができる。ここで、路面状態探知装置は、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する。ここで、路面状態探知装置は、音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することができる。この際、路面状態探知装置は、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して路面状態を判断し、判断された結果を学習することができる。ここで、路面状態探知装置は、判断された路面状態を管理サーバーに伝送することができる。
図５を参照すると、Ｓ１１０段階で、管理サーバーは、路面状態探知装置から音響信号を受信する。
次に、Ｓ１２０段階で、管理サーバーは、路面状態を１次判断する。すなわち、Ｓ１２０段階で、管理サーバーは、Ｓ１１０段階で測定された音響信号を通して正常または非正常状態に区分する。この際、管理サーバーは、Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して正常または非正常状態に区分し、結果を学習することができる。
次に、Ｓ１３０段階で、路面状態が非正常状態である場合、Ｓ１４０段階で、管理サーバーは、路面状態を２次判断することができる。ここで、管理サーバーは、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する。ここで、管理サーバーは、音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することができる。この際、管理サーバーは、Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌを介して路面状態を判断し、判断された結果を学習することができる。ここで、路面状態探知装置は、判断された路面状態を管理サーバーに伝送することができる。
また、Ｓ１５０段階で、管理サーバーは、判断された路面状態を道路電光標識（ＶＭＳ）を介して出力したり、判断された路面状態によって当該位置に設置された除雪装置を動作させることができる。例えば、管理サーバーは、道路の状態を管理しモニタリングする管制システムと連係して動作したり、管制システム内に設置されることができ、非正常状態である道路状態および位置を自動で画面上に露出させることができる。これによって、管制システムは、道路電光標識を介して警告文を出力し、当該道路に設置された除雪装置を用いて塩水または塩化カルシウムを噴射したり、事故が発生した場合には、レッカー車を出動させるなどの動作を行うことができる。
本明細書は、多数の特定の具現物の詳細事項を含むが、これらは、如何なる発明や請求可能なものの範囲に対しても制限的なものと理解されてはならず、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有な特徴に対する説明として理解されなければならない。個別的な実施形態の文脈で本明細書に記述された特定の特徴は、単一実施形態で組み合わせて具現されてもよい。反対に、単一実施形態の文脈で記述した多様な特徴も、個別的にあるいは如何なる適切な下位組合せでも複数の実施形態で具現可能である。さらに、特徴が特定の組合せで動作し、初期にそのように請求されたように描写され得るが、請求された組合せからの１つ以上の特徴は、一部の場合に、その組合せから排除されてもよく、その請求された組合せは、下位組合せや下位組合せの変形物に変更されてもよい。
同様に、特定の手順で図面で動作を描写しているが、これは、好ましい結果を得るために図示された特定の手順や順次的な手順にそのような動作を行わなければならないか、すべての図示された動作が行われなければならないものと理解されてはならない。特定の場合、マルチタスキングと並列プロセッシングが有利なことがある。また、前述した実施形態の多様なシステムコンポネントの分離は、そのような分離をすべての実施形態で要求するものと理解されてはならず、説明したプログラムコンポネントとシステムは、一般的に単一のソフトウェア製品に一緒に統合されるか、多重ソフトウェア製品にパッケージングされ得るという点を理解しなければならない。
なお、本明細書と図面に開示された本発明の実施形態は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここへ開示された実施形態以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に自明であろう。

Claims (15)

  1. 道路上に設置され、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定するセンサー部と、
    前記センサー部から測定された前記音響信号を正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する制御部と、
    を含むことを特徴とする路面状態探知装置。
  2. 前記制御部は、
    前記センサー部から測定された音響信号による路面状態を学習し、保存された学習データに基づいて路面状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の路面状態探知装置。
  3. 前記制御部は、
    前記センサー部から測定された音響信号から背景値およびノイズをフィルタリングした後、路面状態それぞれに設定された周波数範囲（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ）に該当するか否かによって路面状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の路面状態探知装置。
  4. 前記制御部は、
    前記移動体１台による路面状態をリアルタイムで判断し、かつ、所定の台数の前記移動体の路面状態が一致する場合、当該路面状態と決定することを特徴とする請求項３に記載の路面状態探知装置。
  5. 前記センサー部は、
    前記道路の表面温度、周囲温度および湿度を測定することを特徴とする請求項１に記載の路面状態探知装置。
  6. 前記制御部は、
    前記音響信号を通して路面状態を判断し、かつ、前記センサー部から測定された表面温度および湿度に基づいて露点を算出し、算出された前記露点と周囲温度を路面状態の判断に反映することを特徴とする請求項５に記載の路面状態探知装置。
  7. 前記制御部は、
    算出された露点が所定の値を超過した状態で周囲温度が所定の値よりも小さい場合、氷結状態と判断することを特徴とする請求項６に記載の路面状態探知装置。
  8. 前記制御部は、
    前記センサー部から測定された音響信号を通してポットホール（Ｐｏｔ ｈｏｌｅ）、事故（Ｃｒａｓｈ）またはスキッド（Ｓｋｉｄ）を判断することを特徴とする請求項１に記載の路面状態探知装置。
  9. 道路上に設置され、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定する路面状態探知装置と、
    前記路面状態探知装置から測定された前記音響信号を受信して、正常または非正常状態に区分し、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する管理サーバーと、
    を含むことを特徴とする路面状態探知システム。
  10. 前記路面状態探知装置は、
    複数個で設けられ、前記道路上に一定間隔で離隔して設置されることを特徴とする請求項９に記載の路面状態探知システム。
  11. 前記管理サーバーは、
    前記路面状態探知装置から測定された音響信号を通して移動体があらかじめ設定された路面状態探知装置間の距離と通過する時間を測定して、速度を算出することを特徴とする請求項１０に記載の路面状態探知システム。
  12. 前記管理サーバーは、
    隣接する路面状態探知装置から判断された路面状態が重複しているか否かによって路面状態の範囲を決定することを特徴とする請求項１０に記載の路面状態探知システム。
  13. 前記管理サーバーは、
    前記判断された路面状態を道路電光標識（ＶＭＳ）を介して出力したり、前記判断された路面状態によって当該位置に設置された除雪装置を動作させることを特徴とする請求項９に記載の路面状態探知システム。
  14. 道路上に設置される路面状態探知装置が、前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を測定する段階と、
    前記路面状態探知装置が、測定された前記音響信号を通して正常または非正常状態に区分する段階と、
    前記路面状態探知装置が、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する段階と、
    を含むことを特徴とする路面状態探知方法。
  15. 管理サーバーが、道路上に設置される路面状態探知装置から前記道路上で移動体の移動によって発生する音響信号を受信する段階と、
    前記管理サーバーが、前記音響信号を正常または非正常状態に区分する段階と、
    前記管理サーバーが、非正常状態である場合、降雨（Ｗｅｔ）、氷結（Ｉｃｙ）、スラッシュ（Ｓｌｕｓｈ）および積雪（Ｓｎｏｗｙ）のうち少なくとも１つを含む路面状態を判断する段階と、
    を含むことを特徴とする路面状態探知方法。
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