KR100637705B1

KR100637705B1 - 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100637705B1
Application number: KR1020040034275A
Authority: KR
Inventors: 정한규; 정은석; 최승호; 임응준; 이상우
Original assignee: 삼성에스디에스 주식회사
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2006-10-25
Also published as: KR20050109208A

Abstract

통행 요금 징수 시스템 및 그 방법이 개시된다. RF 통신부는 차로들 전체를 제2통신 영역으로 하는 제2안테나를 통해 제2통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 출력하고, 각각의 차로에 설치되고 각각의 차로를 제1통신 영역으로 하는 제1안테나를 통해 제1통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 수행하고 요금을 징수한다. IR 통신부는 각각의 차로에 설치되고 각각의 차로를 제3통신 영역으로 하는 제3안테나를 통해 제3통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기와 IR 통신을 수행하고 요금을 징수한다. 그리고, 차로 제어부는 RF 통신부 및 IR 통신부로부터 수신한 요금 징수 결과를 기초로 진입한 차량에 대해 정상적인 요금 징수가 이루어졌는지 관리한다. 이로써, IR 통신 및 RF 통신 방식에 의한 요금 징수 시스템을 한 차로에 혼합하여 운용할 수 있다.

RF 통신, IR 통신, 차량 단말기, 통신 영역

Description

통행 요금 징수 시스템 및 그 방법{Toll collection system and method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 일 설치예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 구성을 도시한 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 방법 중 RF 통신에 의한 통행 요금 징수 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면,

도 4a는 IR 안테나의 통신 영역을 도시한 도면,

도 4b는 IR 안테나로부터 차량 단말기로 전송되는 하향 링크 통신 프레임을 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도, 그리고,

도 6은 본 발명에 따른 통행 요금 징수 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 유료 도로의 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RF 통신 및 IR 통신 방식의 하이패스 통신 요금 징수 방법을 한 차로에 통합하여 운영하는 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

종래의 유료 도로 통행 요금 징수 시스템에는 통행권 발권을 통해 요금을 징수하는 기계식 요금 징수 방법과 차량에 탑재된 차량 단말기를 통해 요금을 징수하는 하이패스 요금 징수 방법이 있다. 그리고, 하이패스 요금 징수 방법은 차량 단말기와의 통신 방식에 따라 능동 RF(Radio Frequency) 방식과 IR(Infrared Rays) 방식이 존재한다.

RF 방식과 IR 방식은 통신 프로토콜 뿐만 아니라 차량 분류 방식 및 검지, 위반 차량 촬영 알고리즘 등이 각각 상이하여 한 차로에 설치 운용할 경우 중복된 설비 투자를 요하며, 어느 한 방식으로 정상 요금 징수 한 차량에 대해서도 다른 방식에 의해 위반 차량으로 판단하는 오류를 범하는 경우가 발생할 수 있다.

또한, RF 통신 방식을 이용한 요금 징수 시스템에서 통신 영역을 차로 폭 및 한 대의 차량 길이보다 크게 설정할 경우, 통신 영역 내에 여러 차량이 존재하게 되어 물리적, 논리적으로 정상 차량과 위반 차량을 분리하는 방법에 있어서 오류를 범하는 경우가 다수 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, RF 통신 방식 및 IR 통신 방식에 의한 통행 요금 징수 시스템을 한 차로에 혼합하여 설치하여 설치 운용 비용을 절감하고, 혼합 운용 시에도 정상 차량 및 위반 차량을 정확하게 구분하며, 차량 진입 차로를 정확하게 파악할 수 있는 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 차로로 구성된 통행 요금 징수 시스템에서, 상기 차로들 전체를 제2통신 영역으로 하는 제2안테나를 통해 상기 제2통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 출력하고, 상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제1통신 영역으로 하는 제1안테나를 통해 상기 제1통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 수행하고 요금을 징수하는 RF 통신부; 상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제3통신 영역으로 하는 제3안테나를 통해 상기 제3통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 IR 통신을 수행하고 요금을 징수하는 IR 통신부; 및 상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부로부터 수신한 요금 징수 결과를 기초로 상기 진입한 차량에 대해 정상적인 요금 징수가 이루어졌는지 관리하는 차로 제어부;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 방법의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 차로를 통해 통행 요금을 징수하는 방법에 있어서, 상기 차로들 전체를 제2통신 영역으로 하는 제2안테나를 통해 상기 제2통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 출력하고, 상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제1통신 영역으로 하는 제1안테나를 통해 상기 제1통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 수행하고 요금을 징수하는 RF 통신 단계; 상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제3통신 영역으로 하는 제3안테나를 통해 상기 제3통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 IR 통신을 수행하고 요금을 징수하는 IR 통신 단계; 및 상기 요금 징수 결과를 기초로 상기 진입한 차량에 대해 정상적인 요금 징수가 이루어졌는지 관리하는 단계;를 포함한다.

이로써, IR 통신 및 RF 통신 방식에 의한 요금 징수 시스템을 한 차로에 혼합하여 운용할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 일 설치예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템은 다수의 RF 안테나(100,110,112,114,116)와 다수의 IR 안테나(110,112,114,116,140,142,144,146)로 구성된다.

RF 안테나는 전 차로를 통신영역으로 하는 RF 안테나 2(100)와 각각의 차로를 통신 영역으로 하는 RF 안테나 1(110,112,114,116)으로 구성된다. IR 안테나는 각각의 차로를 통신 영역으로 하는 IR 안테나(110,112,114,116,140,142,144,146)로 구성되며, IR 안테나(110,112,114,116)의 통신 영역(111,113,115,117)과 RF 안테나 1(110,112,114,116)의 통신 영역(111,113,115,117)은 중복된다. 도 1시에 도시된 바와 같이 RF 안테나 1(110,112,114,116) 및 IR 안테나(110,112,114,116)는 동일한 위치에 설치되어 운용될 수 있다. 여기서, RF 안테나 및 IR 안테나는 송수신하는 안테나 그 자체에 한정되지 않으며 RF 통신 및 IR 통신을 위한 제어 장치를 포함하는 개념으로 사용한다.

RF 안테나 2(100)는 통행 요금 징수 시스템의 각각의 차로에 진입하는 차량에 탑재된 차량 단말기(On-Board Unit)를 활성화시키고(Wake-Up), 초기화하며, 상호 인증을 수행한다. RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)은 차량이 RF 안테나 1(110,112,114,116)의 통신 영역(111,113,115,117)에 진입하기 전에 차량 단말기의 활성화, 초기화 및 상호 인증이 완료되도록 RF 안테나 1의 통신 영역보다 먼저 위치하는 것이 바람직하다.

RF 안테나 1(110,112,114,116)의 통신 영역(111,113,115,117)은 차로의 폭 및 차량의 길이의 면적보다 크지 않도록 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 각각의 차로에 설치된 RF 안테나 1(110,112,114,116)은 각각에 할당된 타임 슬롯(time slot) 동안 동작한다. 예를 들어, 타임 슬롯이 t초로 설정된 경우 1번 차로의 RF 안테나 1(110)이 t초 동안 동작한 후, 2번 차로의 RF 안테나 1(112)이 t초 동안 동작한다. 그리고, 동일한 방법으로 3번 차로 및 4번 차로의 RF 안테나 1(114,116)이 타임 슬롯 t동안 차례대로 동작한다. 이로써, 현재 활성화된 RF 안테나 1이 어느 차로의 안테나인지를 기초로 차량이 진입한 차로를 용이하게 구분할 수 있다.

RF 안테나 1(110,112,114,116)은 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 통해 통행 요금을 징수한다. RF 안테나와 차량 단말기간의 통신에 대해서는 도 3a 및 도 3b을 참조하여 상세히 설명한다.

IR 안테나(110,112,114,116)는 각 차로에 설치되며 각 차로에 설치된 IR 안 테나의 통신 영역(111,113,115,117)은 차로의 폭 및 차량의 길이의 면적을 초과하지 않도록 설정하는 바람직하다. IR 안테나(110,112,114,116)는 RF 안테나와 달리 차량 단말기의 활성화 및 요금 징수를 위한 안테나로 구분되지 않는다. IR 통신에 의한 요금 징수의 재확인 및 진입 부분에 설치된 IR 안테나(110,112,114,116)를 backup 하기 위하여 통행 요금 징수 시스템의 진출 부분에 각 차로에 IR 안테나(140,142,144,146)를 설치한다. IR 안테나와 차량 단말기간의 통신에 대해서는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상세히 설명한다.

차로 제어기(120)는 다수의 RF 안테나(100,112,114,116) 및 다수의 IR 안테나(110,112,114,116,140,142,144,146)와 연결되어 각각의 안테나와 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기와의 통신 결과(통신 이상, 기기 이상, 요금 부족, 정상 요금 징수 등)를 수신한다.

한편, 차로 제어기(120)는 차량 분류기(160)로부터 진입한 차량의 차종 정보를 수신한다. 또한, 차로 제어기(120)는 RF 안테나 1(110,112,114,116)및 IR 안테나(110,112,114,116)를 통해 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 수신한다. 그리고, 차로 제어기(120)는 차량 분류기(160)로부터 수신한 차종 정보와 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교하여 차종 단말기에 저장된 차종 정보가 진입한 차량의 실체 차종과 일치하는지 파악한다.

만약, 차종이 일치하지 않으며, 차로 제어기(120)는 위반 신호를 발생하여 위반 촬영 장치(카메라)(130)로 하여금 통행 요금 징수 시스템을 진출하는 차량을 촬영하도록 한다.

또한, 차로 제어기(120)는 RF 통신 또는 IR 통신을 이용한 하이패스 요금 징수 시스템을 위한 차량 단말기를 탑재하지 않은 차량이 통과하는 경우에 위반 신호를 발생한다. 차로 제어기(120)는 진입한 차량의 요금 징수 결과를 각 지역에 설치된 통행 요금 징수 시스템을 관리하는 센터 서버로 전송한다.

표시기(150)는 통행 요금 징수 시스템의 진출 부분에 설치되어 통행 요금 징수 시스템을 진출하는 차량의 운전자로 하여금 통행 요금 징수 결과(정상 요금 징수, 요금 징수 실패 등)를 알 수 있도록 표시한다. 표시기(150)는 정상 요금 징수의 경우 징수된 요금을 표시할 수 있으며, 요금 징수 실패의 경우 실패 원인을 그림, 문자, 기호, 소리 등을 통해 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템은 센터 서버(200), 차로 제어기(210), 차종 분류기(220), 위반촬영장치(230), 차량 감지기(240), 표시기(250), RF 제어부(260), IR 제어부(270,280) 및 다수의 RF 안테나와 다수의 IR 안테나로 구성된다.

RF 안테나는 채널 1을 사용하는 안테나와 채널 2를 사용하는 안테나로 구분되며, 채널 1을 사용하는 안테나는 각각의 차로에 설치되고 채널 2를 사용하는 안테나는 차로 중앙에 설치되어 전 차로를 통신영역으로 한다. RF 안테나의 통신 영역 및 설치 형태는 도 1에 도시되어 있다.

RF 제어부(260)는 채널 2의 RF 안테나를 통해 채널 2의 RF 안테나 통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화(wake-up)시키고, 요금 징수를 위한 초기화 과정 및 상호 인증을 수행한다. 그리고, 각각의 차로에 설치된 채널 1의 RF 안테나들에게 소정 시간 간격의 타임 슬롯을 할당하여 한 번에 한 차로의 RF 안테나만이 통신 가능하도록 한다. 따라서, 현재 차량 단말기와 통신하는 RF 안테나의 차로를 파악함으로써 차량이 어느 차로로 진입하였는지 파악한다.

IR 안테나는 채널 1의 RF 안테나와 함께 각각의 차로에 설치된다. IR 안테나는 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 포함한 하향 링크 통신 프레임을 차량 단말기로 전송하고, 채널 2의 RF 안테나와 같이 별도의 안테나를 통해 차량 단말기를 활성화시키지 않는다.

IR 제어부(270,280)은 통행 요금 징수 시스템의 진입 부분에 설치된 IR 안테나를 제어하기 위한 제1 IR 제어부(270)와 진출 부분에 설치되어 Backup 용으로 사용되는 IR 안테나를 제어하는 제2 IR 제어부(280)로 구성된다. 제1 IR 제어부 및 제2 IR 제어부의 역할과 기능은 동일한다.

구체적으로, 제1 및 제2 IR 제어부(270,280)는 각 차로에 설치된 IR 안테나가 차량에 탑재된 차량 단말기로부터 수신한 신호의 강도를 비교하여 가장 높은 수신 강도를 가진 IR 안테나를 선택한다. 그리고, 제1 및 제2 IR 제어부(270,280)는 선택된 IR 안테나를 통해 차량 단말기와 IR 통신을 수행하도록 제어한다.

IR 안테나 및 RF 안테나를 통한 차량 단말기와의 통신 결과는 차로 제어기(210)로 전송되며, 전송을 위해서 TCP/IP 프로토콜을 사용한다.

차로 제어기(210)는 도 1에서 설명한 바와 같이 차종 분류기(220)로부터 수신한 차종과 RF 안테나 및 IR 안테나를 통해 수신한 차량 단말기에 저장된 차종 정 보를 비교하여 위반 차량을 파악한다. 그리고, 위반 차량으로 파악되면 위반 촬영 장치(230)는 차량을 촬영하고 그 영상을 센터 서버(200)로 전송한다.

차량 진출 감지기(240)는 통행 요금 징수 시스템을 진출하는 차량을 감지한다. 차량 진출 감지기(240)는 차량 진출 감지 신호를 차로 제어기(210)로 전송한다.

위반 촬영 장치(230)는 차로 제어기(210)로부터 위반 차량이라는 정보를 수신하면, 차로 제어기(210)로부터 전송되는 차량 진출 감지부(240)의 감지신호를 트리거 신호로 사용하여 차량을 촬영한다.

표시기(250)는 통행 요금 징수 시스템에 진입한 차량에 대한 요금 징수 결과를 차량의 운전자가 인식할 수 있도록 진출 부분에 설치된 디스플레이 장치를 통해 표시한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 방법 중 RF 통신에 의한 통행 요금 징수 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.

도 3a는 채널 2의 RF 안테나 2(100)와 차량 단말기간의 통신 과정을 도시한 흐름도이다.

도 3a를 참조하면, RF 안테나 2(100)는 전 차로를 통신 영역으로 하며, RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화(wake-up)시키는 신호를 발생한다. RF 안테나 2(100)의 설치 양태 및 통신 영역은 도 1에 도시되어 있다.

구체적으로, RF 안테나 2(100)는 차량 단말기를 활성화 신호를 포함하는 영 업소 기본 정보를 통신 영역에 진입한 차량의 차량 단말기로 전송한다(S320). 차량 단말기는 영업소 기본 정보를 수신하면 활성화되며, 요금 결제를 위해 스마트 카드(선불 카드, 신용 카드 등)를 초기화하고(S325), 상호 인증을 수행한다(S330). 그리고, 차량 단말기는 차량 기본 정보(차종 정보, 카드 정보 등)을 RF 안테나 2(100)로 전송한다(S335). RF 안테나 2(100)는 차량이 각각의 차로에 설치된 RF 안테나 1(110,112,114,116)의 통신 영역(111,113,115,117)에 진입하기 전에 상기의 과정을 완료하도록 RF 안테나 2의 통신 영역(105)을 설정하는 것이 바람직하다.

도 3b는 각각의 차로에 설치된 채널 1의 RF 안테나 1와 차량 단말기간의 통신 과정을 도시한 흐름도이다.

도 3b를 참조하면, 각각의 차로(350,360,370,380)에 설치된 RF 안테나 1은 동시에 통신을 수행하지 않으며, 각각의 RF 안테나 1에 할당된 타임 슬롯동안 차량 단말기와 통신을 수행한다. 따라서, 차량이 어느 차로로 진입하는 경우 진입하는 차량의 차량 단말기와 통신을 수행하는 RF 안테나 1(110,112,114,116)이 어느 차로에 설치된 것인지를 파악함으로써 차량의 진입차로를 파악할 수 있다.

RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)을 지나는 동안 초기화, 상호 인증, 기본 정보 송수신의 과정이 완료된 차량 단말기를 탑재한 차량이 차로 1(350)의 RF 안테나 1(352)의 통신 영역에 진입하면, RF 안테나 1(352)은 자신에게 할당된 타입 슬롯동안 차량 단말기(354)와의 통신을 통해 요금을 징수한다. 구체적으로, RF 안테나 1(352)은 차량 단말기(354)에 요금 징수 요구하고(S356), 요금 징수 요구에 대해 차량 단말기(354)는 요금 결제를 하며 그 결과를 응답한다(S358). 만약, 차량 단말기(354)는 잔액 부족이면 그 사실을 RF 안테나 1(352)로 전송한다.

또한, 차량이 차로 3(370)으로 진입하는 경우를 살펴보면, 차로 3에 설치된 RF 안테나 1은 자신에게 할당된 타입 슬롯동안 차량 단말기와 통신하여 요금을 징수한다.

도 4a는 IR 안테나의 통신 영역을 도시한 도면이며, 도 4b는 IR 안테나로부터 차량 단말기로 전송되는 하향 링크 통신 프레임을 도시한 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 차량이 IR 안테나의 통신 영역에 진입하면, 차량에 탑재된 차량 단말기는 먼저 IR 안테나의 하향 링크 통신 프레임(450)을 수신한다. 하향 링크 통신 프레임(450)은 차량 단말기의 wake-up 신호(452)를 포함하며, 프레임의 wake-up 신호 영역(452)과 통신 데이터 영역(454,456)은 차량 단말기가 wake-up 되어 초기화되는 시간을 고려하여 소정의 간격을 두는 것이 바람직하다.

차량에 탑재된 차량 단말기는 하향 링크 통신 프레임(450)의 wake-up 신호(452)에 의해 활성화되고 초기화된후 하향 링크 통신 프레임(450)의 데이터(454,456)의 수신 및 차량 단말기에 저장된 정보를 전송하는 양 방향 통신을 통해 요금을 결제한다.

도 5는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템은 RF 통신부(500), IR 통신부(505), 차종 분류부(510), 차로 제어부(540), 차량 진출 감지부(530) 및 차량 촬영부(535)로 구성된다. 그리고, 차로 제어부(540)는 요금 징수부(515), 차종 비교부(520) 및 위반 차량 관리부(525)로 구성된다.

RF 통신부(500)는 차로 전체를 통신 영역으로 하는 RF 안테나 2(채널 2)(100)와 각각의 차로에 설치되고 각각의 차로 폭 및 차량 길이의 면적을 통신 영역으로 하는 RF 안테나 1(채널 1)(110,112,114,116)를 포함한다. RF 안테나 2 및 RF 안테나 1의 통신 영역은 도 1에 도시되어 있다.

차량이 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템에 진입할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 차량은 먼저 RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)에 진입하게 된다. RF 통신부(500)는 RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 RF 안테나 2(채널 2)(100)의 RF 통신을 이용하여 활성화(wake-up)시키고, 카드 초기화 및 상호 인증과정을수행한다. 이 때, RF 통신부(500)는 RF 안테나 2(100)를 통행 차량 단말기에 저장된 차종 정보 및 카드 정보 등을 수신한다.

RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)은 차량이 RF 안테나 1의 통신 영역(11,113,115,117)에 진입하기 전에 차량 단말기의 활성화 및 초기화 과정이 완료될 수 있도록 RF 안테나 1의 통신영역(111,113,115,117)과 RF 안테나 2의 통신 영역(105)이 충분한 간격으로 유지하는 것이 바람직하다.

RF 안테나 2의 통신 영역(105)을 지나 RF 안테나 1의 통신 영역(111,113,115,117)에 진입하는 경우에 RF 통신부(500)는 RF 안테나 1(110,112,114,116)을 통해 차량에 탑재된 차량 단말기와 통신을 수행하며 요금을 징수한다. RF 통신부(500)는 통신 수행 결과(정상 요금 징수, 통신 이상, 잔액 부 족 등)를 차로 제어부(540)로 전송한다.

한편, RF 통신부(500)는 각각의 차로에 설치된 RF 안테나 1(110,112,114,116)에게 각각 타임 슬롯을 할당하여 각 차로의 RF 안테나 1(110,112,114,116)이 순차적으로 차량 단말기와 RF 통신을 수행하도록 한다. 한 순간에 동작하는 RF 안테나 1(110,112,114,116)은 하나이므로, RF 통신부(500)는 차량 단말기와 통신하고 있는 RF 안테나가 어느 차로의 안테나인지를 파악할 수 있으며, 이를 통해 차량의 진입 차로를 파악할 수 있다. 각각의 차로에 할당하는 타임 슬롯은 통행 요금 징수 시스템을 지나가는 차량의 속도 및 요금 징수에 걸리는 시간을 고려하여 할당하는 것이 바람직하다.

IR 통신부(505)는 각각의 차로에 설치되고 각각의 차로의 폭 및 차량의 길이의 면적을 통신 영역으로 하는 IR 안테나(110,112,114,116)를 포함한다. IR 통신부(505)는 각 차로에 설치된 각각의 IR 안테나(110,112,114,116)를 통해 차량 단말기를 활성화시키고 요금 징수를 한다. 그러나, RF 통신부(500)처럼 차량 단말기의 활성화 및 요금 징수를 위한 안테나를 별도로 구비하여 운영할 수 있다. IR 안테나(110,112,114,116)는 RF 안테나 1(110,112,114,116)과 동일한 통신 영역을 가지도록 구성할 수 있으므로, IR 안테나와 RF 안테나 1은 동일한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

각각의 차로에 설치된 IR 안테나(110,112,114,116)의 통신 영역(111,111,115,117)은 정확하게 한 차로에만 존재하지 않고 옆 차로에까지 미칠 수 있으므로, IR 통신부(505)는 각각의 차로에 설치된 IR 안테나 중 차량 단말기로 부터의 수신 강도가 가장 높은 IR 안테나를 선택하고 선택한 IR 안테나를 통해 차량 단말기와의 통신(차량 단말기 wake up 및 요금 징수)을 수행한다. 이로써, IR 통신부(505)는 현재 통신하고 있는 IR 안테나의 설치 차로에 따라 차량의 진입 차로를 파악할 수 있다.

차종 분류부(510)는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템에 진입하는 차량의 차종을 분류한다. 차종 분류부(510)는 차량이 통행 요금 징수 시스템을 진출하기 전에 그 결과를 출력할 수 있도록 RF 안테나 2(100)의 통신 영역(105)의 시작위치에 위치하는 것이 바람직하다.

차로 제어부(540)는 RF 통신부(500), IR 통신부(505) 및 차종 분류부(510)로부터의 각각의 결과를 수신하고, 그 수신한 결과를 기초로 진입한 차량의 요금 징수 여부, 위반 차량 여부 등을 파악하고 관리하며 그 결과를 센터 서버에 전송한다. 차로 제어부(540)는 구체적으로 요금 징수부(515), 차종 비교부(520) 및 위반 차량 관리부(525)를 포함한다. 이하에서, 차로 제어부(540)의 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

요금 징수부(515)는 RF 통신부(500) 및 IR 통신부(505)로부터 요금 징수 결과를 포함하는 통신 결과 정보를 포함한다. 통신 결과 정보로는 정상 요금 징수(징수 요금액 포함), 통신 이상, 차량 단말기의 이상(차량 단말기의 부재 포함), 차량 단말기의 카드 잔액 부족 등에 따른 요금 징수 실패의 결과를 포함한다.

차종 비교부(520)는 차종 분류부로부터 수신한 차종 정보와 RF 통신부(500) 및 IR 통신부(505)를 통해 수신한 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교한다.

위반 차량 관리부(525)는 차종 비교부(515)에 의해 실제 차종과 차량 단말기에 저장된 차종이 다른 것으로 판단되면 차량 촬영부(535)로 하여금 차량을 촬영하도록 명령한다. 또한, 위반 차량 관리부(525)는 요금 징수부(515)에 의해 진입 차량에 대한 정상적인 요금 징수가 이루어지지 않았다는 정보를 수신하면 차량 촬영부(535)로 하여금 차량을 촬영하도록 명령한다.

차량 진출 감지부(530)는 차량의 진출을 감지한다. 즉, 차량 진출 감지부(530)는 본 발명에 따른 통행 요금 징수 시스템의 소정 위치를 지나가는 차량을 감지한다. 차량 진출 감지부(530)에 의한 감지신호는 차량 촬영부(535)의 촬영을 위한 트리거 신호로 사용된다.

차량 촬영부(535)는 위반 차량 관리부(525)로부터 차량 촬영 명령을 수신하면, 차량 진출 감지부(530)의 감지 신호를 트리거 신호로 사용하여 진출하는 차량(차량 번호)을 촬영한다. 그리고, 촬영된 영상을 센터 서버로 송신하여 관리하도록 한다.

도 6을 참조하면, RF 통신부(500)는 차로 전체를 통신 영역으로 하는 RF 안테나 2(채널 2)를 통행 진입하는 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시킨다(S600). 이 때, 차량 분류부(510)는 진입 차량의 차종을 분류하는 과정을 수행하나 도면을 명확하고 간결하기 위하여 도 6에 도시하지는 않았다.

차량 단말기가 활성화되면(S600), RF 통신부(500)는 각각의 차로 폭 및 차량 길이의 면적을 통신 영역으로 하는 RF 안테나 1(채널 1)을 통해 차량 단말기로부터 요금을 징수한다.

차량 단말기가 활성되지 않는 상태로 IR 통신부(505)의 통신 영역에 차량이 진입하면 IR 통신부(505)는 차량 단말기 활성화 신호를 포함하는 하향 링크 통신 프레임(450)을 차량 단말기로 전송하여 차량 단말기를 활성화시킨다(S610). 그리고, IR 통신부(505)는 IR 안테나를 통해 차량 단말기와 상호 통신을 수행하여 요금을 징수한다(S615).

차량 단말기가 IR 통신부(505)에 의해서도 활성화되지 않는 경우에는(S610) 진입한 차량에 차량 단말기가 없는 경우, 차량 단말기에 이상이 있는 경우 및 통신 이상인 경우 등 여러가지 경우가 있다. 이러한 경우에, 차로 제어부(540)는 차량을 촬영하도록 명령한다(S630). 그리고, 차로 제어부(540)는 차량 단말기의 비 활성화로 인해 정상적인 요금 징수가 이루어지지 않았음을 센터 서버로 보고한다.

차로 제어부(540)는 RF 통신부(500) 및 IR 통신부(505)로부터 요금 징수 결과(정상, 비정상) 및 차종 단말기에 저장된 차종 정보를 수신한 후, 차종 분류부(510)에 의해 파악된 진입 차량의 실제 차종과 차종 단말기에 저장된 차종 정보를 비교한다(S625).

비교결과 양 차종 정보가 상이하면, 차로 제어부(540)는 차량을 촬영하도록 명령한다(S630).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스 템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 통신 프로토콜이 상이한 RF 통신 및 IR 통신 방식의 통행 요금 징수 시스템을 한 차로에 혼합하여 설치 운영함으로써, 설치 운용 비용을 절감하고, 혼합운영시 정상 차량과 위반 차량의 구분을 정확하게 할 수 있다. 또한, 다수의 차로에 혼합된 통행 요금 징수 시스템을 설치할 수 있으며 차량의 진입차로를 정확하게 구분하고 요금 징수를 할 수 있다.

Claims

적어도 하나 이상의 차로로 구성된 통행 요금 징수 시스템에서,

상기 차로들 전체를 제2통신 영역으로 하는 제2안테나를 통해 상기 제2통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 출력하는 제2 RF 통신부;

상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제1통신 영역으로 하는 제1안테나를 통해 상기 제1통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 수행하고 요금을 징수하는 제1 RF 통신부;

상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제3통신 영역으로 하는 제3안테나를 통해 상기 제3통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 IR 통신을 수행하고 요금을 징수하는 IR 통신부; 및

상기 RF 통신부 및 상기 IR 통신부로부터 수신한 요금 징수 결과를 기초로 상기 진입한 차량에 대해 정상적인 요금 징수가 이루어졌는지 관리하는 차로 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제1 RF 통신부는 상기 각각의 차로에 설치된 상기 각각의 제1안테나에게 타임 슬롯을 할당하고 상기 각각의 제1안테나가 각자의 타임 슬롯동안 RF 통신을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제2 RF 통신부는 상기 차량이 상기 제1통신 영역에 진입하기 전에 상기 차량에 탑재된 차량 단말기가 활성화되고 요금 징수를 위한 초기화가 완료될 수 있도록 상기 제2통신 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 IR 통신부는 상기 차량이 상기 제3통신 영역에 진입하면 차량 단말기 활성화 신호를 포함하는 프레임을 상기 제3안테나를 통해 상기 차량에 탑재된 차량 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서,

소정 영역에 진입한 상기 차량의 차종을 분류하는 차종 분류부;를 더 포함하고,

상기 차로 제어부는 상기 차종 분류부에 의한 차종 분류 결과와 상기 제1 RF 통신부 또는 상기 IR 통신부로부터 수신한 상기 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교하여 다른 경우에 위반 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 차로 제어부는 상기 제1 RF 통신부 또는 상기 IR 통신부로부터 통신오류, 상기 차량 단말기의 기기 이상 또는 상기 차량 단말기의 잔액 부족에 따른 요금 징수 실패 결과를 수신하면 위반 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 차로 제어부는,

상기 제1 RF 통신부 및 상기 IR 통신부의 요금 징수 결과를 수신하여 상기 차량에 대한 요금 징수가 정상적으로 완료되었는지 파악하는 요금 징수부;

소정 영역에 진입한 차량에 대한 차종 분류 결과와 상기 차량에 탑재된 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교하는 차종 비교부; 및

상기 요금 징수가 정상적으로 완료되지 않은 경우 및 상기 차종 비교 결과가 상이한 경우에 위반 신호를 발생하는 위반 차량 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 차량의 진출을 감지하면 차량 진출 감지신호를 출력하는 차량 진출 감지부; 및

상기 위반 신호를 수신하면 상기 차량 진출 감지신호를 트리거 신호로 사용하여 상기 차량을 촬영하는 차량 촬영부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 시스템.
적어도 하나 이상의 차로를 통해 통행 요금을 징수하는 방법에 있어서,

상기 차로들 전체를 제2통신 영역으로 하는 제2안테나를 통해 상기 제2통신 영역에 진입한 차량에 탑재된 차량 단말기를 활성화시키는 신호를 출력하는 초기화 단계;

상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제1통신 영역으로 하는 제1안테나를 통해 상기 제1통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 RF 통신을 수행하고 요금을 징수하는 RF 통신 단계;

상기 각각의 차로에 설치되고 상기 각각의 차로를 제3통신 영역으로 하는 제3안테나를 통해 상기 제3통신 영역에 진입한 상기 차량에 탑재된 차량 단말기와 IR 통신을 수행하고 요금을 징수하는 IR 통신 단계; 및

상기 요금 징수 결과를 기초로 상기 진입한 차량에 대해 정상적인 요금 징수가 이루어졌는지 관리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.
제 9항에 있어서,

상기 RF 통신 단계는 상기 각각의 차로에 설치된 상기 각각의 제1안테나에게 타임 슬롯을 할당하여 상기 각각의 제1안테나가 순차적으로 RF 통신을 수행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.
제 9항에 있어서,

상기 IR 통신 단계는 상기 차량이 상기 제3통신 영역에 진입하면 차량 단말기 활성화 신호를 포함하는 프레임을 상기 제3안테나를 통해 상기 차량에 탑재된 차량 단말기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.
제 9항에 있어서,

소정 영역에 진입한 상기 차량의 차종을 분류하는 단계;를 더 포함하고,

상기 관리 단계는 상기 차종 분류 결과와 상기 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교하여 다른 경우에 위반 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.
제 9항에 있어서,

상기 관리 단계는 상기 요금 징수 결과가 통신오류, 상기 차량 단말기의 기기 이상 또는 상기 차량 단말기의 잔액 부족에 따른 요금 징수 실패 결과이면 위반 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.
제 9항에 있어서, 상기 관리 단계는,

상기 RF 통신 단계 및 상기 IR 통신 단계의 요금 징수 결과를 기초로 상기 차량에 대한 요금 징수가 정상적으로 완료되었는지 파악하는 단계;

소정 영역에 진입한 차량에 대한 차종 분류 결과와 상기 차량에 탑재된 차량 단말기에 저장된 차종 정보를 비교하는 단계; 및

상기 요금 징수가 정상적으로 완료되지 않은 경우 및 상기 차종 비교 결과가 상이한 경우에 위반 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통행 요금 징수 방법.