KR101464122B1 - 승강장 스크린 도어(psd) 장치용 레이저 거리측정기 - Google Patents

승강장 스크린 도어(psd) 장치용 레이저 거리측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기는 전동열차가 진입하는 방향으로 레이저 빔을 발사하는 레이저 빔 송신부, 레이빔 송신부에서 발사한 레이저 빔이 전동열차의 전두부에서 산란 후, 반사되어 되돌아오는 것을 수신하여 전동열차의 선로진입을 인지하는 레이저 빔 수신부, 레이저 빔 수신부의 레이저 빔 수신으로 전동열차의 선로진입을 인지하여 발생하는 인지신호를 수신하는 중앙 제어부, 레이저 빔 송신부와 레이저 빔 수신부에서 각각 송·수신하는 레이저 빔 신호의 크기를 조절하는 신호증폭 모듈, 및 레이저 빔 송신부와 레이저 빔 수신부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 포함하여, 국산화 개발제품으로 저가의 구매비용으로 동종의 성능을 포함하고 있기에 경제성이 있으며, 제품간의 통신 호환성과 인터페이스 기능을 구비하고 있으므로 기존에 사용했던 외산제품과 대체 사용이 가능하다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 승강장 스크린도어(PSD) 장치용 펄스형 레이저 거리측정기는 유지보수 효율성과 사용의 편리성이 향상되어 신속한 장애처리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

승강장 스크린 도어(PSD) 장치용 레이저 거리측정기{LASER DISTANCE SENSOR FOR PLATFORM SCREEN DOOR}
본 발명은 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선로 옆 승강장의 정위치 정차 위치에서 열차진입 전방으로 진입하는 전동열차에 레이저 펄스 빔을 이용하여 측정범위(+20m ~ -1m)내에서 거리를 측정하는 것으로, 측정값을 전광판에 표출하여 전동열차가 승강장에서 정위치 정차를 유도하기 위한 승강장 스크린 도어(PSD) 장치용 펄스형 레이저 거리측정기에 관한 것이다.
종래의 레이저 거리측정기는 도시철도의 승강장 스크린도어(PSD) 장치에 사용하는 외산 제품으로써, 제품간의 특성과 형상, 통신 프로토콜이 서로 상이한 관계로, 승강장 스크린도어 시스템과의 인터페이스가 레이저 거리측정기의 통신 프로토콜 포맷에 맞도록 열차정보 판넬(TIP)의 통합 제어장치에서 프로그램 소스코드로 작성되어 운영하고 있다.
그래서 승강장 스크린도어(PSD) 장비의 유지보수 측면에서 살펴보면 기존에 설치된 "레이저 거리측정기"의 제품특성 때문에 해당 모델에 한하여 상호 교체되므로 유지보수 효율성과 편리성 저하, 장애복구 시간 지연으로 신속한 장애처리가 어려운 형편이다.
또한, 외산제품인 만큼 "레이저 거리측정기" 에 대한 고가의 구매비용을 지불하여야 하고, 제품간의 호환성이 없어 기존에 사용했던 해당 제품만이 사용 가능하고, 제품의 형상과 특성, 그리고 통신 프로토콜이 상이하여 제품의 호환성에 걸림돌이 되는 구조적인 문제점을 가지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-1993-0016789호
따라서, 본 발명은 열차진입 전방에서 레이저 펄스 빔을 이용한 거리 측정값을 전광판에 표출하여, 선로의 전동열차가 승강장 정위치 정차 위치에서 정차할 수 있도록 전동열차를 유도하기 위한 것으로, 다기종의 외산제품을 통신 프로토콜에 맞게 상호 호환될 수 있는 표준화된 통신방법으로 열차정보 판넬(TIP) 통합 제어장치에 알맞은 인터페이스로 “승강장 스크린도어(PSD) 장치용 레이저 거리 측정기”를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기는 전동열차가 진입하는 방향으로 레이저 빔을 발사하는 레이저 빔 송신부, 레이빔 송신부에서 발사한 레이저 빔이 전동열차의 전두부에서 산란 후, 반사되어 되돌아오는 것을 수신하여 전동열차의 선로진입을 인지하는 레이저 빔 수신부, 레이저 빔 수신부의 레이저 빔 수신으로 전동열차의 선로진입을 인지하여 발생하는 인지신호를 수신하는 중앙 제어부, 레이저 빔 송신부와 레이저 빔 수신부에서 각각 송·수신하는 레이저 빔 신호의 크기를 조절하는 신호증폭 모듈, 및 레이저 빔 송신부와 레이저 빔 수신부의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 중앙 제어부는 레이저 빔 송신부에서 레이저 빔을 발사한 시간과 상기 레이저 빔 수신부에서 수신한 레이저 빔의 시간을 측정하고, 측정한 시간과 레이저 빔을 속도를 이용하여 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 승강장에 설치된 화면표시장치인 전광판과 유무선 통신을 통해 정차유도 안내표시와 거리표시를 전광판 화면에 표출하여 전동차 정위치 정차 허용범위 이내 기준으로 될 때 승강장 스크린도어가 개폐될 수 있도록 하는 통신모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 승강장 스크린도어(PSD) 장치용 펄스형 레이저 거리측정기는 국산화 개발제품으로 저가의 구매비용으로 동종의 성능을 포함하고 있기에 경제성이 있으며, 제품간의 통신 호환성과 인터페이스 기능을 구비하고 있으므로 기존에 사용했던 외산제품과 대체 사용이 가능하다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 승강장 스크린도어(PSD) 장치용 펄스형 레이저 거리측정기는 유지보수 효율성과 사용의 편리성이 향상되어 신속한 장애처리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기의 블록도 이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기의 블록도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기는 레이저 빔 송신부(110), 레이저 빔 수신부(120), 중앙 제어장치(130), 통신모듈(140), GPS 모듈(150), 신호 증폭 모듈(160), 전원부(170), 및 메모리부(180)를 포함한다.
먼저, 국산화 기술로 개발된 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기는 기존 시공하여 설치된 위치에 장착되고, 1차적으로 상기 메모리부(180)에 기저장된 펌웨어로 만들어진 소프트웨어의 셀프 진단으로, 현재 사용하는 외산제품 제조사 모델을 자동으로 인지하여 해당 제품과 호환이 가능한 통신 프로토콜로 자동 절체 되도록 프로그램으로 처리되고, 만약 소프트웨어적인 자동 절체가 이루어지지 못할 경우 이벤트 메시지에 의하여, 2차적으로 하드웨어적인 자동모드 스위치 전환에 의하여 통신 인터페이스가 가능하다.
상기 레이저 빔 송신부(110)는 펄스 레이저 빔을 집광하고, 집광된 상기 레이저 빔을 전동열차가 진입하는 방향으로 반복적으로 발사한다.
상기 레이저 빔 송신부(110)는 구동 전원 공급으로 상기 중앙 제어부(130)의 제어명령을 받아 레이저빔을 발생하는 레이저 빔 발생하는 전자회로인 레이저 다이오드(LD:Laser Diode)가 해당된다.
상기 레이저 빔 수신부(120)는 상기 레이저 빔 송신부(110)에서 발사된 레이저 빔이 상기 신호 증폭모듈(160)에 의해 증폭되어 목표물인 전동열차의 전두부에서 산란 후, 반사되어 되돌아 오는 것을 수신한다.
더욱 정확하게는 상기 레이저 빔 수신부(120)의 광학 렌즈부가 목표물인 전동열차의 전두부에서 산란 후, 반사되어 되돌아 오는 레이저 빔을 수신함으로써, 전동열차의 선로진입을 인지하게 된다.
한편, 상기 레이저 빔 수신부(120)는 아발란체 포토 다이오드(APD:Avalanche Photo Diode)가 해당되며, 또한, 발생되는 주파수 위상차 보정으로 측정거리 값을 선형화할 수 있어, 오차가 없이 정확한 거리측정을 할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다
상기 중앙 제어부(130)는 상기 레이저 빔 송신부(110)에서 레이저 빔을 발사할 수 있도록 상기 전원부(170)의 전원이 공급될 수 있도록 제어하고, 상기 신호 증폭모듈(160)이 송 수신되는 레이저 빔 신호의 크기를 조절할 수 있도록 각 구성 요소의 제어를 담당한다.
이때, 상기 중앙 제어부(130)는 상기 레이저 빔 송신부(110)에서 레이저 빔을 발사한 시간과 상기 레이저 빔 수신부(120)에서 수신한 레이저 빔의 시간을 측정하고, 측정한 시간과 레이저 빔을 속도를 이용하여 시간의 흐름에 대한 거리 계산을 통하여 거리를 측정한다.
상기 신호 증폭모듈(160)은 위에서 언급한 바와 같이, 상기 레이저 빔 송신부(110)에서 발사되는 레이저 빔 신호와 상기 레이저 빔 수신부(120)에서 수신하는 레이저 빔 신호를 적당한 크기로 조절한다.
상기 전원부(170)는 전동열차의 승강장 내로 진입이 예상되는 시간에 앞서, 슬립모드에 있는 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기가 구동될 수 있도록, 상기 중앙 제어부(130)의 제어명령을 받아 레이저 빔을 발생하는 전자회로에 전원을 공급한다.
즉, 상기 전원부(170)는 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기를 구성하는 모든 구성의 구동에 필요한 전원을 공급한다.
상기 메모리부(180)는 상기 레이저 빔 송신부(110)에서 발사되는 레이저 빔의 속도와 발사시점을 저장하고, 상기 레이저 빔 송신부(110)가 발사한 레이저 빔을, 상기 레이저 빔 수신부(120)가 수신한 시점 등 다양한 정보를 저장하고 있다.
또한, 상기 메모리부(180)는 상기에서 언급한 바와 같이 호환성을 위한 펨웨어로 만들어진 소프트웨어의 셀프진단 프로그램이 내장되어 있어, 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기가 기존 모델을 자동으로 인지하고, 기존 모델이 사용한 프로토콜 또는 인터페이스를 자동으로 찾아 사용할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기의 상기 중앙 제어부(130)는 인터페이스 호환성을 위한 셀프진단 프로그램을 구동하여 호환된 통신프로토콜을 선택하여 거리 측정정보를 송출하는 것이다.
상기 통신모듈(140)은 승강장에 설치된 화면표시장치인 전광판과 유무선 통신을 통해 정차유도 안내표시와 거리표시를 전광판 화면에 표출하여 전동차 정위치 정차 허용범위 '±400mm' 이내 기준으로 될 때 승강장 스크린도어가 개폐될 수 있도록 한다.
상기 GPS 모듈(150)은 지상구간의 위치와 거릴 파악하여, 무선 또는 유선의 상기 통신모듈(140)로 거리와 위치정보를 전송한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기
110 : 레이저 빔 송신부
120 : 레이저 빔 수신부
130 : 중앙 제어부
140 : 통신모듈
150 : GPS 모듈
160 : 신호 증폭모듈
170 : 전원부
180 : 메모리부

Claims (6)

  1. 전동열차가 진입하는 방향으로 레이저 빔을 발사하는 레이저 빔 송신부(110);
    상기 레이저 빔 송신부(110)에서 발사한 상기 레이저 빔이 상기 전동열차의 전두부에서 산란 후, 반사되어 되돌아오는 것을 수신하여 전동열차의 선로진입을 인지하는 레이저 빔 수신부(120);
    상기 레이저 빔 수신부(120)의 상기 레이저 빔 수신으로 상기 전동열차의 선로진입을 인지하여 발생하는 인지신호를 수신하는 중앙 제어부(130);
    상기 레이저 빔 송신부(110)와 상기 레이저 빔 수신부(120)에서 각각 송·수신하는 레이저 빔 신호의 크기를 조절하는 신호증폭 모듈(160); 및
    상기 레이저 빔 송신부(110)와 상기 레이저 빔 수신부(120)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 전원부(170);를 포함하되,
    승강장에 설치된 화면표시장치인 전광판과 유무선 통신을 통해 정차유도 안내표시와 거리표시를 전광판 화면에 표출하여 전동차 정위치 정차 허용범위 이내 기준으로 될 때 승강장 스크린도어가 개폐될 수 있도록 하는 통신모듈(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙 제어부(130)는
    상기 레이저 빔 송신부(110)에서 레이저 빔을 발사한 시간과 상기 레이저 빔 수신부(120)에서 수신한 레이저 빔의 시간을 측정하고, 측정한 시간과 레이저 빔을 속도를 이용하여 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 신호 증폭모듈(160)은
    상기 전원부(170)에서 인가되는 전원을 제어하여, 상기 레이저 빔 송신부(110)와 상기 레이저 빔 수신부(120)에서 각각 송·수신하는 레이저 빔 신호의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리측정기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙 제어부(130)는
    메모리부(180)에 저장된 인터페이스 호환성을 위한 셀프진단 프로세서 프로그램을 구동하여 호환이 되는 통신프로토콜을 선택하여 거리 측정정보를 송출하는 것을 특징으로 하는 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전동열차가 지상구간을 운행하는 경우 지상구간의 위치와 거리를 파악하여 전동열차의 선로진입을 파악하는 GPS 모듈(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 승강장 스크린 도어 장치용 레이저 거리 측정기.
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