KR20100053305A - 차량의 통과높이제한 경고장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 통과높이 제한 경고장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 통과 높이가 제한된 도로 구조물을 차량이 통과하기 전에 제한 높이를 초과한 차량에 대하여 미리 경보하여 차량 및 도로 구조물의 손상을 방지하는 차량의 통과높이 제한 경고장치에 관한 것이다.

본 발명은 도로의 일측에 설치되며 수광센서를 가지는 수광부와, 도로의 맞은편에 설치되어 수광센서로 광을 조사하는 발광부를 포함하며, 도로를 통행하는 차량의 높이를 감지하는 높이감지수단과, 수광센서로부터 입력되는 신호에 따라 경고부의 작동을 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명에 의하면 높이감지수단과 차량감지수단을 구비함으로써 제한높이를 초과하는 차량의 통과시에만 경보장치를 작동시키므로 차량 외의 다른 물체에 의한 감지기의 오작동을 줄일 수 있고, 고장시 이상신호를 즉각적으로 관리자에게 전송하므로 고장에 대한 신속한 조치가 가능하다.

높이제한, 차량, 송신, 차량감지, 경고

Description

차량의 통과높이제한 경고장치{Warning apparatus for restricting passing height of vehicle}

본 발명은 차량의 통과높이 제한 경고장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 통과 높이가 제한된 도로 구조물을 차량이 통과하기 전에 제한 높이를 초과한 차량에 대하여 미리 경보하여 차량 및 도로 구조물의 손상을 방지하는 차량의 통과높이 제한 경고장치에 관한 것이다.

최근 급증하는 도로의 입체화에 따라 자동차가 주행하는 도로에는 육교, 터널, 교각, 고가도로와 같은 다양한 구조물이 설치가 증가되고 있으며, 아울러 전기 및 통신시설의 증가에 따라 도로를 횡단하는 시설물도 함께 증가하고 있다.

이와 같이 높이 제한치를 갖는 구조물은 도로교통법규에 따른 높이 제한이 표시되어 있다. 따라서 차량의 운전자들은 구조물에 표시된 제한 높이과 차량의 높이를 비교한 후 통과여부를 결정하게 된다. 하지만 이 경우 운전자가 도로 사정을 정확하게 파악하고 있지 않는 한 사고의 위험성이 항상 존재할 수밖에 없으며, 고가 및 고속도로상에서의 발생시 대형사고 및 교통마비로 발전할 수 있는 가능성을 갖고 있다.

따라서 종래에는 제한높이를 초과하는 차량이 구조물로 진입하게 되면 차량의 상단부가 구조물에 충돌하여 자동차 뿐만 아니라 구조물의 손상을 초래하게 된다. 특히, 구조물이 사람의 통행이 빈번한 육교 또는 교각인 경우에는 대형사고가 초래될 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개 실용신안 제 1998-011318에 차량 통과 높이 제한 경고장치가 개시되어 있다. 상기 경고장치는 차량 통과 제한에 대한 문제점을 해결하기 위해 자동차의 전방 상단부에 장애물 감지센서를 설치하여 통과 높이를 미리 감지하여 해당 자동차의 통과 여부를 경고하도록 하였다.

하지만 상기한 경고장치는 사용 및 적용상의 몇 가지 제한을 가지는데 주요 문제는 다음과 같다. 첫째, 차량 전방 상단부에 장애물 감지센서를 통해 구조물의 실제 높이를 측정한다고 되어 있는데, 제한 높이를 초과하는 대부분의 차량은 차량 전방부보다 후방 적재함 등에 실린 적재물의 높이가 훨씬 높은 경우가 대부분이므로 상기한 장애물 감지센서에서 구조물을 감지하지 못하더라도 차량 후방부에 실린 적재물과 구조물이 충돌할 수 있는 개연성이 있다. 둘째, 고속도로 또는 고속 주행이 가능한 도로에서 차량의 주행 중 전방에 위치한 구조물의 높이 제한에 따라 차량이 통과하지 못하게 되는 경우, 인지 후 대응 시간이 너무 짧다는 문제점이 있다.

그리고 대한민국 공개 특허 제 1999-0069349호에는 도로의 과적차량 높이제한 경고장치가 개시되어 있다. 상기 경고장치의 높이감지수단은 도로 노면으로부터 높이제한 위치에 설치된 투과형 광전스위치와 투과판의 구성을 가진다.

하지만 상기의 경고장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 광전스위치에서 나오는 광의 진로를 통과하는 차량이 차단함으로써 제한높이를 초과하는 차량을 감지하지만 이 경우 차량 뿐만 아니라 광의 진로를 통과하는 차량 외의 물체에 의해서도 경보장치가 작동될 수 있다는 문제점이 있다. 즉, 광의 진로상으로 새가 날아가는 경우에 차량으로 감지되어 경보장치가 작동된다는 것이다.

둘째, 광전스위치에서 조사된 광의 신호를 받는 투과판이 고장난 경우 관리자가 즉각적인 조치를 필요로 하는 데 상기 경고장치는 고장시에 관리자가 바로 알 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 차량의 통과시에만 제한높이를 초과하는 신호를 감지할 수 있는 차량의 통과높이 제한 경고장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 높이감지수단의 고장여부를 즉각적으로 관리자에게 알려줄 수 있어 신속한 조치가 가능한 차량의 통과높이 제한 경고장치를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 통과높이 제한 경고장치는 도로의 일측에 설치되며 수광센서를 가지는 수광부와, 상기 도로의 맞은편에 설치되어 상기 수광센서로 광을 조사하는 발광부를 포함하며, 상기 도로를 통행하는 차량의 높이를 감지하는 높이감지수단과; 상기 수광센서로부터 입력되는 신호에 따라 경고부의 작동을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 수광센서의 작동상태를 원격지로 송신하기 위한 송신부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 송신부는 상기 제어부의 출력단과 연결되어 RF를 이용한 무선통신으로 신호를 원격지에 전송하는 통신인터페이스를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량 높이 제한 경고장치에 전원을 공급하기 위한 태양광 발전수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부가 차량의 통과시에만 상기 경고부의 작동을 제어할 수 있도록 상기 높이감지수단에 감지된 신호가 차량에 의한 것인지 여부를 감지하는 차량감지수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 차량의 높이 제한 경고장치에 의하면 높이감지수단과 차량감지수단을 구비함으로써 제한높이를 초과하는 차량의 통과시에만 경보장치를 작동시키므로 차량 외의 다른 물체에 의한 감지기의 오작동을 줄일 수 있다.

또한, 높이감지수단에 적용되는 광검출기의 이상시 이상신호를 즉각적으로 관리자에게 전송하므로 고장에 대한 신속한 조치가 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 높이 제한 경고장치에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경고장치가 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경고장치의 요부를 발췌한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 경고장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경고장치의 블록도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 높이 제한 경고장치는 도로(5)의 상방으로 횡단하는 교각(3)의 전방에 설치되어 교각(3)을 통과하려는 차량 중 교각(3)의 제한높이를 통과하는 차량을 감지하여 차량의 운전자에게 미리 경고하기 위한 것이다.

본 발명의 높이 제한 경고장치는 크게 높이감지수단과, 제어부(35)와, 송신부(97)와, 경고부(50)를 구비한다.

높이감지수단은 도로(5)의 일측 가장자리에 설치되는 발광부(10)와, 도로(5)의 맞은편 가장자리에 설치되는 수광부(20)로 이루어진다.

발광부(10)는 지면에서 수직하게 설치된 제 1지주(7)의 상부측에 설치된다. 발광부(10)의 설치 높이는 교각(3)의 제한 높이와 동일한 높이에 설치된다. 발광부(10)는 제 1지주(7)에 고정된 제 1하우징(11)과, 제 1하우징(11)의 내부에 설치되어 수광부(20)로 광을 발산하는 발광램프(15)를 이용한다. 본 발명에서 발광램프(15)로는 레이저광을 생성하는 발광다이오드를 이용하는 것이 바람직하다. 레이저 광의 직직성을 향상시키 위해 820 내지 900nm의 파장대의 레이저 광을 발산하는 발광 다이오드를 이용한다.

제 1하우징(11)은 대략 정육면체의 형상의 금속재질로 형성되며, 수광부(20)와 마주하는 방향으로 광이 투과될 수 있는 발광창(미도시)이 형성된다. 발광창은 하우징에 관통되어 형성된 관통홀에 결합되는 광 투과성 재질로 형성된다. 광투과성 재질로 유리나 아크릴 등을 이용할 수 있다. 따라서 제 1하우징(11)의 내부에 장착된 발광램프(15)에서 생성된 광은 발광창을 투과하여 건너편의 수광부(20)로 조사된다.

수광부(20)는 발광부(10)가 위치한 도로(5)의 건너편의 지면에 설치된 제 2지주(9)의 상부측에 설치된다. 수광부(20)의 설치 높이는 발광부(10)의 높이와 동 일한 높이에 설치된다. 수광부(20)는 제 2지주(9)에 고정된 제 2하우징(21)과, 제 2하우징(21)의 내부에 설치되어 발광램프에서 조사된 광을 검출하는 광검출기(25)로 이루어진다.

제 2하우징(21)은 대략 정육면체의 형상의 금속재질로 형성되며, 발광부(10)의 발광창과 마주하는 방향으로 수광창(23)이 형성된다. 수광창(23) 역시 발광창과 마찬가지로 제 2하우징(21)에 관통되어 형성된 관통홀에 결합되는 광 투과성 재질로 형성된다. 발광램프(15)에서 조사되는 광은 수광창(23)을 통과하여 광검출기(25)로 조사된다.

광검출기(25)는 광량을 검출하는 것으로 일 예로 광증배관(Photo-multiplication Tube: PMT)을 이용한다. 광증배관은 입력되는 광신호를 전기신호로 변화시켜 증폭기(27)로 보내게 된다. 이외에도 광검출기(25)로는 포토다이오드를 이용할 수 있음은 물론이다. 그리고 광검출기(25)는 통상의 증폭기(27) 및 A/D컨버터(28)가 연결됨으로써, 광검출기(25)로부터 출력되는 전기적 신호를 증폭하고 디지털 신호로 변환시켜 제어부(35)에 입력된다.

그리고 우천시에 빗물이 발광창과 수광창(23)으로 흘러 내리는 것을 방지하기 위하여 제 1 지주(7) 및 제 2지주(9)의 상단에는 각각 우산 형상의 커버가 설치되거나, 발광창 및 수광창의 둘레를 따라 일정길이 돌출된 차단판이 형성될 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만 매연이나 먼지등에 의해 발광창과 수광창(23)의 외측 표면이 더러워져 광의 투과율이 저하되는 것을 방지하기 위해 제 1 및 제 2하우 징(11)(21)에 와이퍼가 각각 설치될 수 있다. 이 경우 와이퍼는 하우징(11)(21)의 내측에 마련된 모터(미도시)에 의해 구동되며, 모터는 제어부(35)에 의해 제어된다. 와이퍼는 모터의 작동으로 1회전 이상 회전하며 발광창과 수광창(23)의 세정작업을 수행하며, 정지시에는 발광창과 수광창(23)에 간섭되지 않는 위치에 멈춰지도록 하여 광이 입사 및 출사를 방해하지 않도록 한다. 원활한 세정작업을 위해 와이퍼의 작동시 세정제가 발광창 및 수광창(23)으로 분사될 수 있도록 통상적인 세정제분사장치가 설치될 수 있다.

와이퍼는 와이퍼 구동회로를 통하여 제어부(35)에 연결되어 있어 일정시간이 경과되거나 발광창 또는 수광창(23)이 더럽혀져 광검출기(25)에서 검출되는 광량이 약한 경우 제어부(35)의 제어에 의해 세정 작업을 행하게 된다. 따라서 발광창 및 수광창(23)의 표면을 항상 깨끗하게 유지할 수 있어 정확한 감지가 가능해진다.

상기의 구성을 가지는 높이감지수단은 교각(3)의 제한높이를 초과하는 차량이 제 1지주(7)와 제 2지주(9) 사이를 통과하게 되면 수광부(20)로 입사되는 광이 차단됨으로써 제어부(35)는 제한높이를 초과하는 차량을 감지하게 되고, 제어부(35)는 경고부(50)를 작동시켜 운전자에게 경고신호를 보낸다. 이때, 도로를 통행하는 차량의 운전자가 경고를 받고 대응할 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있도록 발광부(10) 및 수광부(20)는 교각(3)으로부터 충분한 거리를 두고 설치된다.

한편, 본 발명은 다른 실시 예로서 발광부(10) 및 수광부(20) 사이를 통과하는 물체가 차량인지 아닌지를 판별하는 차량감지수단을 더 구비할 수 있다. 이는 발광부(10)와 수광부(20) 사이를 지나가는 새나 곤충등에 의해 경고부(50)가 작동 되는 것을 방지하기 위함이다.

차량감지수단으로서 도 3에 도시된 바와 같이 발광부(10)의 하부측에 위치한 제 1지주(7)에 보조발광부(71)가 더 설치되고, 수광부(20) 하부측에 위치한 제 2지주(9)에 보조수광부(75)가 더 설치된다. 이 경우 보조발광부(71)와 보조수광부(75)는 발광부(10) 및 수광부(20)로부터 각각 1m정도 이격되는 것이 바람직하다. 따라서 새나 곤충이 발광부(10)에서 출사되는 광의 진로상으로 지나가 광을 일시적으로 차단하여 수광부(20)에서 광의 변화를 감지하더라도 보조수광부(75)에서 광의 변화를 감지하지 못하면 제어부(35)는 차량이 아닌 것으로 판단하여 경고부(50)를 작동시키지 않는다.

또한, 차량감지수단의 다른 예로 도시되지 않았지만 발광부(10)와 수광부(20) 사이의 도로(5)에 매설되어 노면으로부터 가해지는 하중에 의해 차량 여부를 감지하는 하중감지센서를 이용할 수 있다. 하중감지센서로 도로에 매설된 로드셀을 이용할 수 있다. 구체적으로 도로의 표면에서 일정 깊이 센서장착홈을 설치하고 센서장착홈에 로드셀을 장착한다. 그리고 덮개판으로 센서장착홈을 덮는다. 따라서 차량의 통과시 수광부(20)로부터 입력되는 신호와 로드셀로부터 입력되는 신호에 의해 제어부(35)는 차량여부를 판단하여 경고부(50)를 작동시킨다.

경고부(50)는 높이감지수단에 의해 제한높이를 초과하는 차량이 감지된 경우 제어부(35)의 제어에 의해 해당 차량의 운전자에게 경고신호를 보내기 위한 것으로서, 도시된 예에서는 교각(3)에 설치된 경고등으로 이루어진다. 경고등은 교각(3)에 고정설치된 케이스의 내부에 좌우로 배치된 적색램프와 녹색램프로 이루어진다. 경고등은 평상시에는 녹색등이 점등되어 있는 상태로 있다가 높이제한 통과차량이 감지되면 제어부(35)의 제어에 의해 녹색등은 소등되고 적색등이 점등되어 차량의 운전자에게 시각적으로 경고한다.

이외에도 제 1지주(7)와 교각(3) 사이의 도로 가장자리에 지지대를 세우고, 지지대에 경고등을 설치할 수 있다. 또한 경고부(50)의 다른 예로 청각적으로 운전자에게 경고할 수 있도록 사이렌을 설치하거나, 경고등과 사이렌을 병행하여 설치할 수 있다.

제어부(35)는 광검출기(25)로부터 입력된 신호를 처리하여 경고부(50)를 작동시킨다. 제어부(35)는 마이컴으로 이루어지며, 제 1지주(7)에 하부에 설치된 컨트롤 박스(30) 내부에 설치된다. 컨트롤 박스(30) 일면에는 개폐용 도어가 설치된다. 그리고 컨트롤 박스(30)의 내부에 전자적으로 화면을 표시하는 디스플레이부와, 각종 셋팅 및 조작을 위한 조작부가 마련될 수 있다.

마이컴에 입력된 신호는 마이컴에서 신호처리 제어되어 출력기능, 통신기능, 자기 진단 기능 등을 프로그램 제어한다. 마이컴의 입출력단에 연결되어 있는 메모리는 이이프롬(EEPROM)과 같은 반도체 기억장치로써, 마이컴이 원격지로 발생신호를 전송하기 위한 통신프로그램과 통신 아이디 그리고 마이컴의 프로그램이 저장된다.

광검출기(25)의 자기진단을 위해 마이컴(40)의 제어신호에 의해 발광램프(15)가 작동될 수 있다. 이러한 자기진단은 광검출기(25)의 작동상태, 발광창 또는 수광창의 오염상태를 점검하기 위한 것으로, 마이컴(40)은 자기진단시 발광램 프(15)에 전압을 인가 또는 차단하여 광검출기(25)의 작동상태, 발광창 또는 수광창의 오염상태 등을 자기 진단하게 된다. 광검출기(25)가 정상일 경우 도 2에 도시된 바와 같이 제 1지주(7)의 상단에 점검등(90)을 설치하여 차량의 운전자가 경고장치의 정상작동 여부를 확인할 수 있도록 한다. 점검등(90)은 광검출기(25)가 정상적으로 작동할 경우 녹색으로 표시되며, 이상 시 적색으로 표시된다.

자기진단에 의해 이상이 발생되면 마이컴에서 신호처리된 신호는 송신부(97)에 의해 원격지의 관제센터(95)나 관리자의 이동단말기(91)로 전송될 수 있도록 한다.

송신부로(97)는 마이컴의 출력단에 연결된 통신 인터페이스를 이용한다. 통신인터페이스는 RS485를 이용한 유선통신 또는 RF를 이용한 무선통신을 수행하기 위한 것으로, 이상발생신호를 원격지로 전송한다. RF통신은 RF driver를 사용하고 주파수를 탄력적으로 운용하게 설계된다. RF통신은 2.4GHz의 고주파를 이용하여 신호를 전송하게 된다.

그리고 본 발명의 각종 구성요소들에 전원을 공급하기 위해 외부에서 전원케이블이 컨트롤 박스(30)로 인입되어 연결된다.

이외에도 독립적으로 전원을 발생시키기 위해 본 발명은 태양광 발전수단을 이용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 태양광 발전을 위해 태양광발전모듈(80)이 제 1지주(7)의 상단에 설치된다. 태양광 발전모듈(80)은 태양전지와 태양전지를 지지하는 프레임으로 구성된다. 이외에도 태양광발전모듈(80)은 제 2지주 또는 제 1지주 및 제 2지주에 설치될 수 있음은 물론이다. 그리고 태양광 발전모듈(80))에 서 발생한 전기에너지를 저장하는 콘덴서(미도시)가 콘트롤박스(30)의 내부에 설치된다. 콘덴서로는 전기이중충 콘덴서(Electric Double Layer Capacitor: EDLC)를 이용하는 것이 바람직하다. 전기이중층 콘덴서(83)는 매우 빠르고 가역적인 이온들의 운동학적(kinetic)인 메카니즘을 에너지 저장의 기본 작동원리로 하기 때문에, 충방전 속도가 빠르고 높은 전류를 순간적으로 공급할 수 있으며, 넓은 작동온도 범위에서도 충방전 효율이 기존의 이차전지보다 월등히 우수하고 안전하다.

그리고 태양광발전모듈(80)과 콘덴서 사이에는 전류를 제어함으로써 태양광발전모듈(80)에서 발생된 전압이 일정하게 유지되어 콘덴서에 전달될 수 있도록 전압조정기(미도시)가 설치될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경고장치가 설치된 상태를 나타내는 사시도이고,

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 경고장치의 요부를 발췌한 사시도이고,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 경고장치를 나타내는 사시도이고,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경고장치의 블록도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3: 교각 5: 도로

7: 제 1지주 9: 제 2지주

10: 발광부 11: 제 1하우징

20: 수광부 21: 제 2하우징

23: 수광창 30: 컨트롤 박스

50: 경고부

Claims (5)

1. 도로의 일측에 설치되며 수광센서를 가지는 수광부와, 상기 도로의 맞은편에 설치되어 상기 수광센서로 광을 조사하는 발광부를 포함하며, 상기 도로를 통행하는 차량의 높이를 감지하는 높이감지수단과;

   상기 수광센서로부터 입력되는 신호에 따라 경고부의 작동을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 통과높이 제한 경고장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수광센서의 작동상태를 원격지로 송신하기 위한 송신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 통과높이 제한 경고장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 송신부는 상기 제어부의 출력단과 연결되어 RF를 이용한 무선통신으로 신호를 원격지에 전송하는 통신인터페이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 통과높이 제한 경고장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 차량 높이 제한 경고장치에 전원을 공급하기 위한 태양광 발전수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 통과높이 제한 경고장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 차량의 통과시에만 상기 경고부의 작동을 제어할 수 있도록 상기 높이감지수단에 감지된 신호가 차량에 의한 것인지 여부를 감지하는 차량감지수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 통과높이 제한 경고장치.

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