KR100841894B1 - 능동형 단거리전용통신을 이용하여 다중접속과 복합서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법 - Google Patents

능동형 단거리전용통신을 이용하여 다중접속과 복합서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 능동형 단거리전용통신(DSRC)을 이용하여 다중접속과 복합 서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 유료도로상에서 고속으로 주행하는 차량의 스마트카드로부터 통행요금을 자동으로 징수하기 위한 다중접속과 복합 서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에 있어서, 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 차종을 실시간으로 분류하여 제어수단으로 알리며, 상기 진입한 차량의 후면통과를 검출하기 위한 차종분류수단; 상기 차종분류수단으로부터의 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하기 위한 차량촬영수단; 상기 차량촬영수단을 통해 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 제어수단으로 알리기 위한 번호판 인식수단; 및 상기 제어신호를 발생하며, 상기 차종분류수단을 통해 차량의 진입이 검출되면 징수처리일련번호를 발생하고, 상기 차종분류수단을 통해 차종을 통보받고 상기 번호판 인식수단으로부터 차량번호를 통보받아, 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에서 상기 차량에 순차적으로 통행요금을 부과하기 위한 상기 제어수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템 등에 이용됨.
Figure R1020010067241
능동형 단거리전용통신(DSRC), 전자 통행요금 징수(ETC), 노변기지국장치, 노변인증장치, 스마트카드, 차량탑재장치

Description

능동형 단거리전용통신을 이용하여 다중접속과 복합 서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법{ETC system and the method to support multiple vehicles access and services using active DSRC}
도 1 은 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 개략적인 구성 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 개방형 영업소와 폐쇄형 출구 영업소에서의 전자 통행요금 징수 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 폐쇄형 입구 영업소에서의 전자 통행요금 징수 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 노변기지국장치 202 : 노변인증장치
203 : 스마트카드 204 : 차량탑재장치
205 : 차종분류장치 206 : 차량촬영장치
207 : 번호판 인식장치 208 : 영상저장장치
209 : 진출검출장치 210 : 운전자표시장치
211 : 차선제어기
본 발명은 능동형 단거리전용통신(DSRC : Dedicated Short Range Communication)을 이용하여 다중접속과 복합 서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수(ETC : Electronic Toll Collection) 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유료도로에서 능동형 단거리전용통신과 스마트카드를 사용하여 통행요금을 자동으로 징수함에 있어, 한 개의 노변기지국장치를 사용하여 고속으로 주행하는 차량으로부터 노변기지국장치와 차량에 탑재된 차량탑재장치 간의 무선통신을 통해 통행요금을 징수하기 위한 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
노변기지국장치와 차량탑재장치 간의 무선통신을 통해 스마트카드로부터 통행요금을 징수하는 기존의 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에서는 차량의 고속주행으로 인하여 통신영역 내에서 장치 간에 통신할 수 있는 시간이 제한됨에 따라, 두 개의 노변기지국장치를 사용하여 두 개의 무선통신영역을 형성하고, 통행요금 징수에 필요한 트랜잭션 교환과 스마트카드에서의 처리를 두 개 통신영역과 통신영역 사이의 시간에서 분할하여 처리하도록 하였다. 또한, 시스템을 구성하는 전체 장치들에서 차량의 진입순서에 따라 순차적으로 처리하기 위하여 한 개 무선통신영역을 한 대의 차량만이 통신할 수 있도록 제한하여 형성하고, 이를 위해 노변기지국장치와 차량탑재장치의 안테나의 지향도를 ETC 서비스에 고정시켰다.
상기와 같은 종래의 전자 통행요금 징수 시스템은 두 개의 노변기지국장치를 사용함으로써 설치비가 증가하고, 차량탑재장치의 안테나와 노변기지국장치의 안테나를 지향도를 ETC 서비스에 고정시킴으로써 동일 노변기지국장치와 차량탑재장치를 사용하여 제공할 수 있는 기타 지능형교통시스템(ITS : Intelligent Transport System) 서비스가 제한되는 문제점이 있었다. 또한, 제한된 통신시간으로 인하여 ETC 서비스와 함께 다른 서비스를 동시에 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유료도로상에서 고속으로 주행하는 차량의 스마트카드로부터 통행요금을 자동으로 징수하기 위한 다중접속과 복합 서비스를 지원하는 전자 통행요금 징수 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에 있어서, 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 차종을 실시간으로 분류하여 제어수단으로 알리며, 상기 진입한 차량의 후면통과를 검출하기 위한 차종분류수단; 상기 차종분류수단으로부터의 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하기 위한 차량촬영수단; 상기 차량촬영수단을 통해 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 제어수단으로 알리기 위한 번호판 인식수단; 및 상기 제어신호를 발생하며, 상기 차종분류수단을 통해 차량의 진입이 검출되면 징수처리일련번호를 발생하고, 상기 차종분류수단을 통해 차종을 통보받고 상기 번호판 인식수단으로부터 차량번호를 통보받아, 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에서 상기 차량에 순차적으로 통행요금을 부과하기 위한 상기 제어수단을 포함한다. 또한, 상기 본 발명의 방치는, 상기 차량촬영수단을 통해 촬영된 번호판 영상을 저장하기 위한 영상저장수단; 상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역을 통과한 상기 차량의 진출을 검출하기 위한 진출검출수단; 및 상기 제어수단에 의해 결정된 차종별 통행요금과 징수 처리 결과를 표시하기 위한 표시수단을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은, 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에 적용되는 전자 통행요금 징수 방법에 있어서, 전자 통행요금 징수를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 검출 신호를 차선제어기로 전달하여 징수처리일련번호를 발생하게 하는 제 1 단계; 상기 차량의 후면통과 검출신호가 검출되면 차종을 실시간으로 분류하여 상기 차선제어기로 전달하며, 후면통과 검출신호를 차량촬영장치로 전달하는 제 2 단계; 상기 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하는 제 3 단계; 상기 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 차선제어기로 전달하는 제 4 단계; 및 상기 차량이 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 진입하면 차량탑재장치와 노변통신장치 간에 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 트랜잭션을 교환하고 상기 차선제어기를 통해 상기 차량에 통행요금을 부과하는 제 5 단계를 포함한다. 또한, 상기 본 발명의 방법은, 상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역을 통과한 차량의 진출을 검출하는 제 6 단계; 및 차량 진출 검출 시에 부과된 통행요금과 징수처리 결과를 표시하는 제 7 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에, 전자 통행요금 징수를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 검출 신호를 차선제어기로 전달하여 징수처리일련번호를 발생하게 하는 제 1 기능; 상기 차량의 후면통과 검출신호가 검출되면 차종을 실시간으로 분류하여 상기 차선제어기로 전달하며, 후면통과 검출신호를 차량촬영장치로 전달하는 제 2 기능; 상기 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하는 제 3 기능; 상기 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 차선제어기로 전달하는 제 4 기능; 및 상기 차량이 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 진입하면 차량탑재장치와 노변통신장치 간에 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 트랜잭션을 교환하고 상기 차선제어기를 통해 상기 차량에 통행요금을 부과하는 제 5 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 한 개의 노변기지국장치를 사용함에 따라 확대된 DSRC 영역 내에 복수의 차량이 진입할 경우 차량의 진입순서에 따른 순차적인 통행요금 징수처리를 위하여 차량의 진입순서와 설정된 DSRC 통신링크들을 연관시키는 방법을 제시하고, DSRC 영역 내에서 스마트카드와 관련된 처리를 최소화하는 방법을 제시하고, 통행요금 징수를 위해 노변기지국장치와 차량탑재장치 간에 교환되는 트랜잭션 수를 최소화하는 방법을 제시한다. 또한, 상기한 방법들을 구현하는 시스템 구조와 처리 절차를 제시함을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 개략적인 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템은 한 개의 노변기지국장치를 사용하여 확대된 능동형 DSRC 영역을 형성하고, 확대된 통신영역 안에 복수의 차량이 진입할 경우, 실시간으로 차량번호를 인식하고 차량으로부터 인식한 차량번호를 노변기지국장치로 전달하게 함으로써, 차량의 진입순서에 대해 순차적인 통행요금이 가능하도록 한다. 또한, 동일한 통신영역 안에서 ETC 이외의 ITS 서비스를 제공할 수 있도록, 능동형 DSRC 통신개시 초기절차를 이용하여 통행요금 징수를 위한 무선통신 상의 트랜잭션 수를 최소화시킨다. 또한, 스마트카드에 대한 초기절차를 무선통신 영역 전의 임의의 시점에 수행할 수 있는 방법을 제시함으로써, 무선통신 영역 안에서 통행요금 징수에 소요되는 시간을 최소화시킨다.
도 2 는 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 일실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템은, 능동형 DSRC 통신을 통해 차량에 부착된 차량탑재장치(204)와 전자 통행요금 징수(ETC) 처리를 위한 트랜잭션을 교환하고 ETC 서비스를 포함한 ITS 서비스를 처리하는 노변기지국장치(201)와, 스마트카드(203)와 대응하여 각종 인증과 데이터 암호화와 복호화를 수행하는 노변인증장치(202)와, 잔액과 영수증정보를 저장하고 각종 인증과 데이터 암호화를 처리하는 스마트카드(203)와, 삽입된 스마트카드(203)와 연동하고 ETC 서비스를 포함한 ITS 서비스를 처리하고 노변기지국장치(201)와 능동형 DSRC 통신을 수행하는 차량탑재장치(204)와, 차량의 진입을 검출하고 차종을 실시간으로 분류하는 비접촉식 차종분류장치(205)와, 진입한 차량의 후면 번호판영상을 촬영하는 차량촬영장치(206)와, 차량촬영장치(206)를 통해 촬영된 영상으로부터 차량번호를 실시간으로 검출하는 번호판 인식장치(207)와, 차량촬영장치(206)를 통해 촬영된 영상을 선별적으로 저장하는 영상저장장치(208)와, 차량의 진출을 검출하는 진출검출장치(209)와, 외부에서 운전자에게 징수처리 결과를 표시하는 운전자표시장치(210), 및 노변기지국장치(201)와 차종분류장치(205)를 제어하는 차선제어기(211)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 동작 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
고속으로 주행하는 차량이 차종분류장치(205)를 통과함에 따라 차종이 실시간으로 분류되어 차선제어기(211)로 통보되며, 차종분류장치(205)는 차량의 후면통과를 검출하여 차량촬영장치(206)로 통보하고, 차량촬영장치(206)는 차량의 후면의 번호판영상을 촬영한다. 그리고 차량촬영장치(206)와 연결된 번호판인식장치(207)는 실시간으로 차량번호를 인식하여 차선제어기(211)로 통보한다. 만약, 차량이 능동형 DSRC 영역에 진입하여 차량탑재장치(204)와 노변기지국장치(201) 간에 무선통신이 개시되면, 차량탑재장치(204)는 노변기지국장치(201)와 통행요금 징수를 위한 트랜잭션을 교환하며, 통행요금 징수는 차량이 DSRC 영역을 빠져나오기 전에 완료된다. 이후에, DSRC 영역을 통과한 차량은 진출검출장치(209)에 의해 진출이 검출되며, 차선제어기(211)는 차량의 진출 검출과 함께 운전자표시장치(210)를 통해 운전자에게 적절한 징수처리 결과를 표시한다.
전술한 바와 같이, ETC 시스템을 구성하는 장치들에서는 차량의 진입순서에 따라 순차적인 처리를 해야 한다. 그러나 본 발명이 제시하는 바에 따라 확대된 DSRC 영역 내에 복수의 차량이 진입할 경우, 노변기지국장치(201)와 각 차량에 탑재된 차량탑재장치(204)들 간에 설정되는 능동형 DSRC 통신링크는 차량탑재장치(204)들의 서로 다른 안테나 특성으로 인하여 차량의 진입순서와 무관하게 설정될 수 있다.
본 발명에서는 차량의 진입에 따라 순차적으로 추정되는 차종정보와 차량의 진출에 따라 순차적으로 표시되어야 하는 운전자표시장치(210)를 위해 차량이 DSRC 영역에 진입하기 전에 실시간으로 차량번호를 추출하고 차량탑재장치(204)와 노변기지국장치(201) 간에 DSRC 통신을 개시할 때 차량탑재장치(204)에 기록된 차량번호를 노변기지국장치(201)로 전송하는 방법을 사용함으로써, 차량의 진입순서와 설정된 DSRC 통신링크를 연관시키는 방법을 제시한다.
또한, 본 발명에서는 차량의 고속주행으로 인하여 제한된 시간에 통행요금 징수를 완료하고 ETC 이외의 ITS 서비스를 함께 제공할 수 있도록 통행요금 징수를 위해 노변기지국장치(201)와 차량탑재장치(204) 간에 교환되는 트랜잭션 수를 최소화하기 위하여 노변기지국장치(201)와 차량탑재장치(204) 간에 DSRC 통신링크를 설정할 때 초기화 과정에서 교환되는 노변기지국장치서비스테이블(BST : Beacon Service Table)과 차량탑재장치서비스테이블(VST : Vehicle Service Table)에 통행요금 징수에 필요한 정보를 포함시킬 수 있도록 함으로써, 교환되는 트랜잭션 수를 최소화하는 방법을 제시한다.
예를 들면, 통행요금 징수를 위해 개방형 영업소와 폐쇄형 출구영업소에서는 스마트카드에 저장된 최근영수증정보가 필요하다. 본 발명은 이러한 최근영수증정보에 대한 암호화와 스마트카드(203)에 대한 인증값을 DSRC 영역 진입 전에 스마트카드(203)에서 계산하고 차량탑재장치(204)로 전달하는 방법을 제시한다. 즉, 차량탑재장치(204)는 차량탑재장치(204)의 전원이 켜져 있는 상태에서 스마트카드(203)가 삽입되거나, 스마트카드(203)가 삽입된 상태에서 차량탑재장치(204)의 전원이 켜지거나, 전 영업소에서 통행요금 징수처리가 완료된 후 차량탑재장치(204)가 스마트카드(203)로 약정된 개시신호를 보내고 개시신호를 받은 스마트카드(203)는 최근영수증정보에 대한 암호화를 수행하고 스마트카드 인증값을 계산하여 암호화된 최근영수증정보와 함께 차량탑재장치(204)로 전송하도록 한다. 전송된 암호화된 최근영수증정보와 스마트카드 인증값은 차량탑재장치(204)에서 VST에 포함되어 노변기지국장치(204)와의 통신개시 때 전달된다.
본 발명에 따른 전자 통행요금 징수 시스템의 세부적인 동작 절차에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 개방형 영업소와 폐쇄형 출구 영업소에서의 전자 통행요금 징수 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 통과하는 차량의 차종에 따라 통행요금을 부과하는 개방형 영업소와 차종과 입구영업소 정보를 사용하여 통행요금을 부과하는 폐쇄형 출구 영업소에서의 ETC 서비스 통행요금 처리절차는, 임의의 시점에 전원이 켜져 있는 차량탑재장치에 스마트카드가 삽입되거나(301), ETC 서비스의 통행요금 징수처리 후 노변기지국장치로부터 차량탑재장치로 거래종료가 통보되면(325), 차량탑재장치는 스마트카드로 개시신호를 전달한다(302, 326). 이후에, 개시신호를 전달받은 스마트카드는 카드제공사, 카드일련번호, 카드버전, 카드유효기간, 카드잔액, 최근영수증정보에 대해 암호화를 수행하고 카드인증값을 계산하여 차량탑재장치로 전달한다(303). 이때, 전달받은 정보는 차량탑재장치가 VST에 포함시켜 추후 노변기지국장치와 DSRC 통신을 개시할 때 노변기지국장치로 전송된다(309).
만약, 차량이 비접촉식 차종분류장치를 통과함에 따라 차량의 진입이 검출되면, 차종분류장치는 차량의 진입을 차선제어기로 통보하고(304), 차선제어기는 징수처리일련번호를 발생한다. 그리고 차량의 후면이 차종분류장치의 레이저 커튼을 통과하면, 차종이 실시간으로 분류되어 차선제어기로 전송되고 차량의 후면검출신호가 차량촬영장치로 통보된다(305-1, 305-2). 이후에, 차량촬영장치는 차량의 후면검출신호에 따라 차량의 후면 번호판을 촬영하고, 촬영된 영상을 번호판인식장치로 전송한다(306). 이에 대해, 번호판인식장치는 촬영된 번호판영상을 가지고 차량번호를 실시간으로 인식하여 차선제어기로 전송한다(307).
그리고 차량이 능동형 DSRC 영역에 진입하면, 노변기지국장치는 노변기지국식별자, 일시, 서비스식별자, 영업소분류 정보를 BST를 통해 차량탑재장치로 전송한다(308). 이후에, BST를 전달받은 차량탑재장치는 차량탑재장치식별자, 서비스식별자, 차종, 차량번호와 상기 "303"단계에서 전달받은 정보를 VST에 포함시켜 노변기지국장치로 전송한다(309). 이후에, 노변기지국장치는 차량탑재장치로부터 전달받은 암호화된 정보와 카드인증값을 노변인증장치로 전달하며(310), 노변인증장치는 카드인증값을 사용하여 스마트카드를 인증하고, 암호화된 정보로부터 원래정보를 추출하여 인증결과와 함께 노변기지국장치로 전달한다(311).
다음으로, 노변기지국장치는 차종, 카드잔액, 카드유효기간, 카드일련번호, 카드제공사, 카드버전, 차량탑재장치식별자, 차량번호, 최근영수증정보를 차선제어기로 전달한다(312). 이러한 정보를 전달받은 차선제어기는 개방형 영업소의 경우 차종 및 할인정보에 따라 통행요금을 결정하고, 폐쇄형 출구 영업소의 경우 차종과 최근영수증정보에 포함된 입구영업소 정보와 할인정보에 따라 통행요금을 결정하여 노변기지국장치로 전달한다(313).
그리고 노변기지국장치는 차선제어기로부터 전달받은 통행요금에 따라 새로운 카드잔액을 계산하고 영수증일련번호, 징수처리일련번호, 서비스제공자번호, 영업소번호, 영업소분류, 노변기지국장치식별자, 통과일시, 과금차종, 통행요금, 카드잔액, 처리결과정보로 구성된 영수증정보를 구성하여 노변인증장치로 전달한다(314). 이에 대해, 노변인증장치는 상기한 정보를 암호화하고 기지국인증값을 계산하여 노변기지국장치로 전달한다(315).
이어서, 노변기지국장치는 암호화된 정보와 기지국인증값을 차량탑재장치를 통해 스마트카드로 전송한다(316, 317). 그러면, 스마트카드는 기지국인증값을 가지고 기지국을 인증하고 암호화된 정보로부터 원래 정보를 추출하여 카드잔액을 갱신하고 영수증정보를 스마트카드에 저장한다.
이후, 스마트카드는 통행요금 징수처리와 관련된 정보의 기록을 인증하기 위한 거래인증값을 계산하여 차량탑재장치를 통해 노변기지국장치로 전송한다(318, 319). 그러면, 노변기지국장치는 전달받은 거래인증값을 노변인증장치로 전달하고(320), 노변인증장치는 거래가 제대로 완료되었는지를 인증하여 결과를 노변기지국장치로 전달한다(321).
이어서, 인증결과를 전달받은 노변기지국장치는 차선제어기로 징수처리결과를 통보하고(322), 차량탑재장치로 거래종료를 통보한다(325). 이때, 차량탑재장치는 다음 영업소에서의 통행요금 징수처리를 위해 스마트카드로 개시신호를 전달한다(326).
한편, DSRC 영역을 빠져 나온 차량의 진출이 진출검출장치에 의해 검출되고 차량진출 검출신호가 차선제어기로 전달되면(323), 차선제어기는 차량진출 검출신호에 따라 적절한 운전자 표시정보를 운전자표시장치로 전달하여 표시되도록 한다(324). 이때, 차량 정체 등으로 인하여 복수의 차량이 DSRC 영역에 진입하는 경우, 차선제어기는 DSRC 영역 전에 번호판인식장치에서 인식한 차량번호와 DSRC 영역에서 차량탑재장치로부터 노변기지국장치를 통해 전달받은 차량번호를 사용하여 현재 진출이 검출된 차량과 통행요금 징수가 완료된 차량을 차량 진입 순서에 따라 순차적으로 연관시킬 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 폐쇄형 입구 영업소에서의 전자 통행요금 징수 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고속으로 주행하는 차량의 차량탑재장치에 삽입된 스마트카드에 영업소 통과 정보를 저장해야 하는 폐쇄형 입구 영업소에서의 ETC 통행요금 징수 절차는, 임의의 시점에 전원이 켜져 있는 차량탑재장치에 스마트카드가 삽입되거나(401), 전 영업소에서 ETC 서비스 통행요금 징수처리 후 노변기지국장치로부터 차량탑재장치로 거래종료가 통보되면(417), 차량탑재장치는 스마트카드로 개시신호를 전달한다(402, 418). 이후에, 개시신호를 전달받은 스마트카드는 카드제공사, 카드일련번호, 카드버전, 카드유효기간, 카드잔액, 최근영수증정보에 대해 암호화를 수행하고 카드인증값을 계산하여 차량탑재장치로 전달한다(403). 그러나 암호화된 정보와 카드인증값은 폐쇄형 입구 영업소에서 사용되지 않는다. 즉, 차량탑재장치는 추후에 기술하는 바와 같이 노변기지국장치로부터 전달된 BST에 포함된 영업소분류 정보로부터 폐쇄형 입구 영업소를 판단하고 상기한 정보를 VST에 포함시키지 않는다.
만약, 차량이 비접촉식 차종분류장치를 통과함에 따라 차량의 진입이 검출되면, 차종분류장치는 차량의 진입을 차선제어기로 통보하고(404), 차선제어기는 징수처리일련번호를 발생한다. 그리고 차량의 후면이 차종분류장치의 레이저 커튼을 통과하면, 차종이 실시간으로 분류되어 차선제어기로 전송되고(405-1), 차량의 후면검출신호가 차량촬영장치로 통보된다(405-2). 이후에, 차량촬영장치는 차량의 후면검출신호에 따라 차량의 후면 번호판을 촬영하고, 촬영된 영상을 번호판인식장치로 전송한다(406). 이에 대해, 번호판인식장치는 촬영된 번호판영상을 가지고 차량번호를 실시간으로 인식하여 차선제어기로 전송한다(407).
한편, 노변기지국장치는 차량의 진입이 검출된 시점에서 노변기지국장치식별자, 일시, 서비스식별자, 영업소번호, 영업소분류(폐쇄형 입구 영업소) 정보를 생성하여 노변인증장치로 전송하고(408), 노변인증장치는 상기한 정보에 대해 암호화를 수행하고 기지국인증값을 계산하여 노변기지국장치로 전달한다(409). 그리고 차량이 능동형 DSRC 영역에 진입하면, 노변기지국장치는 암호화된 정보와 기지국인증값을 BST를 통해 차량탑재장치로 전송한다(410). 이때, BST를 전달받은 차량탑재장치는 상기한 정보를 스마트카드로 전송하고(411), 스마트카드는 기지국을 인증하고 전달받은 암호화된 정보로부터 원래 정보를 추출하여 영수증정보로서 저장한다. 또한, 스마트카드는 정보가 제대로 저장되었음을 인증하기 위하여, 기록인증값을 계산하여 차량탑재장치로 전달하고(412), 차량탑재장치는 전달받은 정보를 VST에 포함시켜 노변기지국장치로 전송한다(413).
그리고 노변기지국장치는 전달받은 기록인증값을 노변인증장치로 전달하고(414), 노변인증장치는 기록인증값을 통하여 스마트카드 인증과 기록인증을 수행하여 결과를 노변기지국장치로 전달한다(415). 또한, 인증결과를 전달받은 노변기지국장치는 인증결과를 차선제어기로 전달하고(416), 동시에 거래종료를 차량탑재장치로 통보한다(417). 이때, 차량탑재장치는 다음 영업소에서의 통행요금 징수처리를 위해 스마트카드로 개시신호를 전달한다(418).
한편, DSRC 영역을 빠져 나온 차량의 진출이 진출검출장치에 의해 검출되고 차량진출 검출신호가 차선제어기로 전달되면(419), 차선제어기는 차량진출 검출신호에 따라 적절한 운전자 표시정보를 운전자표시장치로 전달하여 표시되도록 한다(420). 이때, 차량 정체 등으로 인하여 복수의 차량이 DSRC 영역에 진입하는 경우, 차선제어기는 DSRC 영역 전에 번호판인식장치에서 인식한 차량번호와 DSRC 영역에서 차량탑재장치로부터 노변기지국장치를 통해 전달받은 차량번호를 사용하여 현재 진출이 검출된 차량과 ETC 서비스 처리가 완료된 차량을 차량 진입 순서에 따라 순차적으로 연관시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, DSRC 영역을 확대하고 ETC 서비스에 필요한 트랜잭션 수를 최소화함으로써, 동일한 노변기지국장치를 사용하여 ETC 서비스와 기타 ITS 서비스를 동시에 제공할 수 있다. 또한, 한 개 노변기지국장치만을 사용함으로써 ETC 시스템의 설치비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에 있어서,
    전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 차종을 실시간으로 분류하여 제어수단으로 알리며, 상기 진입한 차량의 후면통과를 검출하기 위한 차종분류수단;
    상기 차종분류수단으로부터의 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하기 위한 차량촬영수단;
    상기 차량촬영수단을 통해 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 제어수단으로 알리기 위한 번호판 인식수단; 및
    상기 제어신호를 발생하며, 상기 차종분류수단을 통해 차량의 진입이 검출되면 징수처리일련번호를 발생하고, 상기 차종분류수단을 통해 차종을 통보받고 상기 번호판 인식수단으로부터 차량번호를 통보받아, 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에서 상기 차량에 순차적으로 통행요금을 부과하기 위한 상기 제어수단
    을 포함하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량촬영수단을 통해 촬영된 번호판 영상을 저장하기 위한 영상저장수단;
    상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역을 통과한 상기 차량의 진출을 검출하기 위한 진출검출수단; 및
    상기 제어수단에 의해 결정된 차종별 통행요금과 징수 처리 결과를 표시하기 위한 표시수단
    을 더 포함하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 설치되어, 상기 제어신호에 따라 능동형 단거리전용통신(DSRC)을 통해 상기 차량에 부착된 차량탑재장치와 전자 통행요금 징수(ETC) 처리를 위한 트랜잭션을 교환하고, 전자 통행요금 징수(ETC) 서비스를 포함하는 지능형 교통 서비스(ITS)를 처리하기 위한 노변통신수단;
    상기 노변통신수단에 연결되어 상기 차량탑재장치에 삽입된 스마트카드와 대응하여 각종 인증과 데이터 암복호화를 수행하기 위한 노변인증수단; 및
    상기 제어신호를 발생하며, 상기 차종분류수단을 통해 차량의 진입이 검출되면 징수처리일련번호를 발생하고, 상기 차종분류수단을 통해 차종을 통보받고 상기 번호판 인식수단으로부터 차량번호를 통보받아, 상기 차량에 순차적으로 통행요금을 부과하도록 상기 노변통신수단을 제어하기 위한 차선제어수단
    을 포함하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 차량탑재장치는,
    잔액과 영수증정보를 저장하고 각종 인증과 데이터 암호화를 처리할 수 있는 스마트카드를 구비하고, 삽입된 상기 스마트카드와 연동하고 전자 통행요금 징수(ETC) 서비스를 포함한 지능형 교통 서비스(ITS)를 처리하고 상기 노변통신수단과 능동형 단거리전용통신(DSRC)을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차량촬영수단과 상기 차종분류수단이 상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역 전에 설치되어 상기 진입하는 차량의 순서에 따라 실시간으로 차량번호를 인식하여 상기 제어수단으로 전달하고, 복수의 차량들이 상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 진입하면 각 차량탑재장치가 상기 노변통신수단과 통신링크를 설정하며, 상기 차량탑재장치에 미리 기록된 차량번호를 상기 노변통신수단을 통하여 상기 제어수단으로 전송하여 상기 통신링크 별로 처리되는 통행요금 징수와 상기 복수의 차량의 진입순서를 순차적으로 연관시키는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 스마트카드와 관련된 처리절차를 간소화하기 위하여, 상기 차량이 영업소에 진입하기 전에 임의의 시점에 상기 차량탑재장치로부터 상기 스마트카드로 개시신호를 전달하고, 상기 개시신호를 전달받은 스마트카드는 카드제공사, 카드일련번호, 카드버전, 카드유효기간, 카드잔액, 및 최근영수증정보에 대해 암호화를 수행하고 카드인증값을 계산하여 상기 차량탑재장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개시신호는,
    상기 차량탑재장치로부터 상기 스마트카드로 전달되되, 상기 차량탑재장치에 전원이 인가된 상태에서 상기 스마트카드가 삽입되거나, 상기 차량탑재장치에 상기 스마트카드가 삽입된 상태에서 상기 차량탑재장치에 전원이 다시 인가되거나, 통행요금 징수처리가 완료되어 상기 노변통신수단으로부터 상기 차량탑재장치로 거래종료가 통보되면 발생되는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 시스템.
  8. 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에 적용되는 전자 통행요금 징수 방법에 있어서,
    전자 통행요금 징수를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 검출 신호를 차선제어기로 전달하여 징수처리일련번호를 발생하게 하는 제 1 단계;
    상기 차량의 후면통과 검출신호가 검출되면 차종을 실시간으로 분류하여 상기 차선제어기로 전달하며, 후면통과 검출신호를 차량촬영장치로 전달하는 제 2 단계;
    상기 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하는 제 3 단계;
    상기 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 차선제어기로 전달하는 제 4 단계; 및
    상기 차량이 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 진입하면 차량탑재장치와 노변통신장치 간에 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 트랜잭션을 교환하고 상기 차선제어기를 통해 상기 차량에 통행요금을 부과하는 제 5 단계
    를 포함하는 전자 통행요금 징수 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역을 통과한 차량의 진출을 검출하는 제 6 단계; 및
    차량 진출 검출 시에 부과된 통행요금과 징수처리 결과를 표시하는 제 7 단계
    를 더 포함하는 전자 통행요금 징수 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    개방형 영업소와 폐쇄형 출구 영업소에서 전자 통행요금 징수를 위하여,
    상기 노변통신장치와 상기 차량탑재장치 간에 통신링크를 설정하는 초기단계에서, 상기 노변통신장치가 노변기지국식별자, 일시, 서비스식별자, 영업소분류 정보를 BST(Beacon Service Table)를 통해 상기 차량탑재장치로 전달하면, 상기 BST를 전달받은 상기 차량탑재장치가 차량탑재장치식별자, 서비스식별자, 차종, 차량번호, 암호화된 정보 및 카드 인증값을 VST(Vehicle Service Table)를 통해 상기 노변통신장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 VST(Vehicle Service Table)를 전달받은 상기 노변통신장치가 암호화된 카드정보와 카드인증값을 노변인증장치로 전달하면, 상기 노변인증장치가 암호화된 카드정보로부터 원래 정보를 추출하고 카드를 인증하여 상기 노변통신장치로 전달하며, 상기 노변통신장치가 차종, 카드잔액, 카드유효기간, 카드일련번호, 카드제공사, 카드버전, 차량탑재장치식별자, 차량번호, 최근영수증정보를 상기 차선제어기로 전달하면, 상기 차선제어기가 차종과 최근영수증정보를 사용하여 통행요금을 결정하여 상기 노변통신장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 통행요금을 전달받은 상기 노변통신장치가 새로운 카드잔액을 계산하고, 영수증일련번호, 징수처리일련번호, 서비스제공자번호, 영업소번호, 영업소분류, 노변기지국장치식별자, 통과일시, 과금차종, 통행요금, 카드잔액, 처리결과정보로 이루어진 영수증정보를 구성하여 상기 노변인증장치로 전달하고, 상기 노변인증장치가 영수증정보를 암호화하고 기지국인증값을 계산하여 상기 노변통신장치로 전달하면, 상기 노변통신장치가 암호화된 영수증정보와 기지국인증값을 상기 차량탑재장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 차량탑재장치가 암호화된 영수증정보와 기지국인증값을 스마트카드로 전달하면, 상기 스마트카드가 암호화된 영수증정보로부터 원래 정보를 추출하여 기지국을 인증하고, 상기 스마트카드가 새로운 카드잔액과 영수증을 기록하고 거래인증값을 계산하여 상기 차량탑재장치로 전달하면, 상기 차량탑재장치가 거래인증값을 상기 노변통신장치로 전달하고, 상기 노변통신장치가 거래인증값을 상기 노변인증장치로 전달하여 거래를 인증받아 상기 차선제어기와 상기 차량탑재장치로 통보하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    폐쇄형 입구 영업소에서 전자 통행요금 징수(ETC)를 위하여,
    상기 차량의 진입 검출이 상기 차선제어기로 통보되면, 상기 노변통신장치에서 노변기지국식별자, 일시, 서비스식별자, 영업소 번호, 영업소분류 정보를 노변인증장치로 전달하고, 상기 노변인증장치에서 상기 정보들에 대해 암호화를 수행하고 기지국인증값을 계산하여 상기 노변통신장치로 전달하며, 상기 노변통신장치와 상기 차량탑재장치 간에 통신링크를 설정하는 초기단계에서, 상기 노변통신장치가 암호화된 정보와 기지국인증값을 BST(Beacon Service Table)를 통해 상기 차량탑재장치로 전달하면, 상기 BST를 전달받은 상기 차량탑재장치가 영업소분류 정보로부터 폐쇄형 입구 영업소를 판단하여, 스마트카드로부터 전달받은 카드제공사, 카드일련번호, 카드버전, 카드유효기간, 카드잔액 및 최근영수증정보에 대해 암호화를 수행하고 카드인증값이 계산된 정보를 VST(Vehicle Service Table)에 포함시키지 않는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 암호화된 정보는,
    상기 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에서, 상기 스마트카드와 관련된 처리절차를 간소화하기 위하여, 상기 차량이 영업소에 진입하기 전에 임의의 시점에 상기 차량탑재장치로부터 상기 스마트카드로 개시신호를 전달하면, 상기 스마트카드가 카드제공사, 카드일련번호, 카드버전, 카드유효기간, 카드잔액, 최근영수증정보에 대해 암호화를 수행하고 카드인증값을 계산하여 상기 차량탑재장치로 전달하는 값인 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 BST(Beacon Service Table)를 전달받은 상기 차량탑재장치가 영업소 번호와 기지국인증값을 상기 스마트카드로 전달하면, 상기 스마트카드에서 기지국을 인증하고 영업소번호를 카드에 저장하고 기록인증값을 계산하여 상기 차량탑재장치로 전달하고, 상기 차량탑재장치가 기록인증값과 차량탑재장치식별자, 서비스식별자, 차종, 차량번호로 상기 VST(Vehicle Service Table)를 구성하여 상기 노변통신장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 노변통신장치가 상기 VST(Vehicle Service Table)를 통해 전달받은 기록인증값을 상기 노변인증장치로 전달하면, 상기 노변인증장치가 기록을 인증하여 상기 노변통신장치로 결과를 통보하고, 상기 노변통신장치가 상기 결과를 상기 차선제어기와 상기 차량탑재장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자 통행요금 징수 방법.
  18. 프로세서를 구비한 전자 통행요금 징수(ETC) 시스템에,
    전자 통행요금 징수를 위한 제어신호에 따라, 차량의 진입을 검출하고 검출 신호를 차선제어기로 전달하여 징수처리일련번호를 발생하게 하는 제 1 기능;
    상기 차량의 후면통과 검출신호가 검출되면 차종을 실시간으로 분류하여 상기 차선제어기로 전달하며, 후면통과 검출신호를 차량촬영장치로 전달하는 제 2 기능;
    상기 후면통과 검출신호에 따라, 상기 진입한 차량의 후면 번호판 영상을 촬영하는 제 3 기능;
    상기 촬영된 번호판 영상에서 차량번호를 실시간으로 검출하여 상기 차선제어기로 전달하는 제 4 기능; 및
    상기 차량이 능동형 단거리전용통신(DSRC) 영역에 진입하면 차량탑재장치와 노변통신장치 간에 전자 통행요금 징수(ETC)를 위한 트랜잭션을 교환하고 상기 차선제어기를 통해 상기 차량에 통행요금을 부과하는 제 5 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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