교통4m/s 속도처리가 가능한 크로스벨트 방식 고속상자화물 분류기 기술

01
개요

1. 개요

국내 전자상거래 시장 규모는 2017년 70조 원으로 택배화물 고속 처리 수요가 증가하는 추세
고속화물처리에 필요한 분류기는 수입에 의존하고 있는 실정으로 자동분류기 국산화 필요
해외 제품 수입으로 인한 도입비용과 유지보수 비용의 증가로 비용 절감을 위한 국산 초고속상자화물 상용화 필요
다품종 소량 상품 구매 증가로 인해 상품 특성과 크기에 따라 화물 분류가 가능한 장비 필요

2. 기술개요

물류센터 고속상자화물 분류 분야에 적용 가능한 기술로, 기존 수입에 의존하던 크로스벨트 방식 자동분류기(4m/s)의 국산화를 통해 택배 화물을 시간당 20,000개까지 처리할 수 있는 고속 분류 장치
3단 가변 속도 제어방식 구현으로 다품종 상품 분류 가능

그림크로스벨트 분류기 핵심 장비

02
기술의 특장점

1. 기존 기술 대비 차별성

구분	기존기술	해당기술
기능 /성능	인덕션 제어 : 미쓰비시 PLC ¹⁾ 기반 인덕션 모터 : SEW유로드라이브 제품 Carrier : 1 Unit 1 Carrier Carrier 공급 전원방식 : 접촉식 전원방식	인덕션 제어 : 국산 PLC 기반 인덕션 모터 : 국산 LSM ²⁾ 적용 Carrier : 1 Unit 2 Carrier ³⁾ Carrier 공급 전원방식 : 비접촉식 전원방식
장단점	3.0m/s 속도의 크로스벨트 분류기 개발하였으며 현재 최대 2.5m/s 이송속도의 크로스벨트를 판매 중 소음이 심하며 시간당 최대 12,000개 화물 처리	4.0m/s 이송속도의 크로스벨트 분류기 개발 무소음으로 시간당 최대 20,000개 화물 처리 유지보수 편의성을 위한 모듈화 설계
경제성	처리물량 증가에 따라 점차 속도가 빠른 초고속 분류기 개발 필요	자동화 장비 도입을 통한 인건비, 운영비 절감 크로스벨트 분류기 국산화로 외산 제품 대비 약 30%이상 구축 비용 절감 인력효율 40% 향상

구분	기존기술
기능 /성능	인덕션 제어 : 미쓰비시 PLC ¹⁾ 기반 인덕션 모터 : SEW유로드라이브 제품 Carrier : 1 Unit 1 Carrier Carrier 공급 전원방식 : 접촉식 전원방식
장단점	3.0m/s 속도의 크로스벨트 분류기 개발하였으며 현재 최대 2.5m/s 이송속도의 크로스벨트를 판매 중 소음이 심하며 시간당 최대 12,000개 화물 처리
경제성	처리물량 증가에 따라 점차 속도가 빠른 초고속 분류기 개발 필요

구분	해당기술
기능 /성능	인덕션 제어 : 국산 PLC 기반 인덕션 모터 : 국산 LSM ²⁾ 적용 Carrier : 1 Unit 2 Carrier ³⁾ Carrier 공급 전원방식 : 비접촉식 전원방식
장단점	4.0m/s 이송속도의 크로스벨트 분류기 개발 무소음으로 시간당 최대 20,000개 화물 처리 유지보수 편의성을 위한 모듈화 설계
경제성	자동화 장비 도입을 통한 인건비, 운영비 절감 크로스벨트 분류기 국산화로 외산 제품 대비 약 30%이상 구축 비용 절감 인력효율 40% 향상

PLC : 전력선 통신, Power Line Communication
LSM : 선형 동기식 모터 , Linear Synchronous Motor
1 Unit 2 Carrier Type : 한번에 2개의 물품 적재 가능한 모듈

2. 기술 경쟁력

대형 상자 화물 고속 투입 구조 설계
유지보수를 위한 기계 조립 방식 적용
시간당 최대 투입 처리량 5,000개
1 Unit 2 Carrier으로 대, 중, 소 화물 처리 가능
비접촉 전원 공급장치 적용 및 고속처리 가능한 모션 제어

3. 경제적 효과

크로스벨트 분류기 100% 국산화로 외산 제품 대비 약 30% 이상 구축 비용 절감
물류 센터 작업시간 감소로 인건비, 운영비 절감
작업 효율성 향상을 통한 물류비용 절감 및 인력효율 40% 향상

03
시장성

1. 시장규모 및 성장성

그림 컨베이어 분류 시스템 세계 시장 규모 및 전망

컨베이어 분류 시스템 세계 시장은 2016년 약 8.6억 달러에서 연평균 7.1%씩 성장하여 2022년에는 약 13억 달러 수준으로 전망

2. 응용분야(수요처)

우편 집중국 및 민간 택배사와 유통업체
국내 외국계 물류기업
항만/신공항 등 국제 물류 서비스 기업
대형 유통업체
국내 우편집중국
쿠팡, 티켓몬스터 등 전자상거래 서비스 기업

04
연구성과 정보

1. 지재권 현황

발명의 명칭	출원번호	권리현황
초고속 물품 자동분류장치 제어시스템	10-2015-0094680	등록
벨트 컨베이어 연동형 티퍼	10-2016-0022842	등록
초고속 물품 자동분류장치용 듀얼형 캐리어 시스템	10-2015-0136846	등록

2. 시험결과(시공실적) 및 시제품 현황

최대속도 및 화물처리량 등 공인인증 시험을 통한 성능 확보
Carrier 이송 속도 4m/s 제어 기술 확보
시간당 투입량 5,000개 이상 처리

3. R&D 수행이력

사업명	과제명	연구기간	연구비
교통물류연구사업	물류센터내 분류 및 피킹 작업속도 향상을 위한 고속자동화 물류장비 (고속상자화물분류기 및 렉 운반로봇)기술개발	2014. 6 ~ 2018. 3	5,911,229,000원

사업명	교통물류연구사업
과제명	물류센터내 분류 및 피킹 작업속도 향상을 위한 고속자동화 물류장비 (고속상자화물분류기 및 렉 운반로봇)기술개발
연구기간	2014. 6 ~ 2018. 3
연구비	5,911,229,000원

4. 기술준비도(TRL)

기술 개념 확립
연구실 환경 검증
시제품 제작
실제 환경 검증
신뢰성 평가
상용품 제작

05
문의

1. 기술문의

에스씨에스㈜
☎ 032-562-6100

2. 총괄문의

국토교통과학기술진흥원 일자리·사업화지원실
☎ 031-389-6322
ktechbiz@kaia.re.kr

교통단일 카메라 기반 영상식 다차로 차량번호인식 시스템

01
개요

1. 개발 배경 및 필요성

기존 차량번호 인식시스템은 각 차로마다 개별 설치가 필요하여 설치 비용 부담이 크며, 전체 차로 검지를 위해 차도 상부에 설치된 구조물(문형식)은 도로 주변 미관 손상 초래
현재 주로 사용되는 구간 검지 장비인 AVI ¹⁾ 경우 카메라 1대당 1개 차로만 검지하여, 구축비를 고려하여 4-10km 간격으로 설치하고 있어 실시간 교통정보 수집률 저하
교통정보 수집률 향상, 경제성 제고 및 환경 미관 개선이 가능한 고도화 및 경량화 된 시스템 개발 필요

2. 기술 개요

다차로 ANPR ²⁾ 시스템은 동영상 기반의 고성능 카메라와 실시간 번호인식 기술을 융합하여 하나의 카메라로 최대 4차로 상의 차량번호 인식 가능
루프(Loop), 레이저(Laser)와 같은 외부 차량 검지기를 사용하지 않고 차로 별 통행량과 차량번호 인식 가능

AVI : 차량자동인식장치, Automatic Vehicle Identification
ANPR : 자동차 번호판 자동 인식, Automatic Number Plate Recognition

02
기술의 특장점

1. 기존 기술 대비 차별성

구분	기존 기술	해당 기술
기능 /성능	카메라 1대당 1차로의 차량번호인식 자동차·도로교통분야 ITS 성능평가기준 95% 인식률 이상으로 최상급(1차로 인식률) 루프, 레이다 등의 외부 검지기 사용	카메라 1대당 최대 4차로의 차량번호인식 자동차·도로교통분야 ITS(Intelligent Transport Systems) 성능평가기준 95% 인식률 이상으로 최상급(3, 4차로 인식률) 외부 차량검지기 불필요 검지영역상에서의 위빙 ³⁾ (Weaving)차량 인식
장단점	전 차로 설치 시 문형식 구조물 시공, 유지보수 시 전 차로의 차단으로 교통흐름 방해 도로 이용자의 시각적 부담감 도시 미관 저해	설계/시공/유지보수 편리성 차로 차단 최소화로 교통흐름 영향 최소화 도로 이용자의 시각적 부담감 감소 도시 미관 저해 최소화
경제성	차로 당 1대의 카메라의 설치에 따른 비용 증가 차로 당 1대의 차량검지기 설치에 따른 비용 증가	도입 비용과 유지보수 비용을 포함한 총 소요비용(TCO)에서 50% 이상 절감 할 수 있음 ※ TCO(Total Cost of Ownership): 제작/설치원가 + 7년간 유지관리비

구분	기존 기술
기능 /성능	카메라 1대당 1차로의 차량번호인식 자동차·도로교통분야 ITS 성능평가기준 95% 인식률 이상으로 최상급(1차로 인식률) 루프, 레이다 등의 외부 검지기 사용
장단점	전 차로 설치 시 문형식 구조물 시공, 유지보수 시 전 차로의 차단으로 교통흐름 방해 도로 이용자의 시각적 부담감 도시 미관 저해
경제성	차로 당 1대의 카메라의 설치에 따른 비용 증가 차로 당 1대의 차량검지기 설치에 따른 비용 증가

구분	해당 기술
기능 /성능	카메라 1대당 최대 4차로의 차량번호인식 자동차·도로교통분야 ITS(Intelligent Transport Systems) 성능평가기준 95% 인식률 이상으로 최상급(3, 4차로 인식률) 외부 차량검지기 불필요 검지영역상에서의 위빙 ³⁾ (Weaving)차량 인식
장단점	설계/시공/유지보수 편리성 차로 차단 최소화로 교통흐름 영향 최소화 도로 이용자의 시각적 부담감 감소 도시 미관 저해 최소화
경제성	도입 비용과 유지보수 비용을 포함한 총 소요비용(TCO)에서 50% 이상 절감 할 수 있음 ※ TCO(Total Cost of Ownership): 제작/설치원가 + 7년간 유지관리비

2. 기술 경쟁력

자동차·도로교통분야 ITS ⁴⁾ 성능평가기준 95%이상 인식률 확보 - 차선을 물고 가는 차량번호 인식 가능- 차량속도 및 차로 별 통행량 검출 가능
기존 레이저, 루프 방식이 아닌 영상 인식 방식을 통한 다차로(3, 4차로) 구간의 영상자료 확보 가능
ROI ⁵⁾ 영역 내 복수의 차량번호 실시간 인식 가능

위빙 : 차량이 다른 차선으로 이동하는 행위
ITS : 지능형교통체계, Intelligent Transport Systems
ROI : 관심 영역, Region of Interest

3. 경제적 효과

단일 카메라로 최대 4차로 상의 차량 번호 인식이 가능한 시스템으로, 기존 대비 운영 효율 212% 증가
설치비 43% 절감 가능
운영 및 유지관리비용 46% 절감 가능

03
시장성

1. 시장규모 및 성장성

ITS 구축 연장 목표에 근거한 ANPR 신규 수요 확대 예상
교통정보 수집·제공 구간 및 도시의 구축 확대

2. 응용분야(수요처)

적용처 및 응용분야 : 기존 단차로 차량번호인식 시스템이 사용되는 모든 지역/ 교통정보수집, 도로방범, 과속단속, 버스전용 차로단속/ 전자요금 징수시스템, 노후경유차량단속, 스마트톨링(원톨링), 스마트단속시스템 등
수요처 : 교통정보가 필요하거나 무인 단속 시행 지역의 해당 기관/ 국토교통부, 경찰청, 한국도로공사, 국도관리청 및 각 지자체 도로 운영부서, 민간도로 관리 기관

04
연구성과 정보

1. 지재권 현황

발명의 명칭	출원번호	권리현황
단일 카메라 기반 영상 다차로 차량번호인식 시스템	교통-43	NET(교통신기술)
단일카메라를 이용한 다차로상의 차량 검지 및 차량번호인식 시스템 및 방법	10-2016-0081339	등록
단일카메라를 이용한 다차로상의 차량번호 인식 시스템 및 방법	10-2017-0094625	등록
차량번호판(다차로) 인식장치용 소프트웨어	C-2017-018302	등록(프로그램)

2. 시험결과(시공실적) 및 시제품 현황

시험결과 : AVI 기본성능평가(3, 4차로)-최상급/ KC인증(전자파 적합성)-적합/ IR LED 조명장치 광학시험-적합(1억 회)/ 방진, 방수 환경시험(3, 4차로)-IP66
시공실적 : 오산시 4차로 ANPR 5대 설치

3. R&D 수행이력

사업명	과제명	연구기간	연구비
국토교통기술촉진연구사업	다차로(3,4차로)상의 차량번호 인식률이 85%이상 성능을 가지는 단일 카메라 기반 ANPR 시스템 개발	2014.8 ~ 2017.8	1,200,000,000원

사업명	국토교통기술촉진연구사업
과제명	다차로(3,4차로)상의 차량번호 인식률이 85%이상 성능을 가지는 단일 카메라 기반 ANPR 시스템 개발
연구기간	2014.8 ~ 2017.8
연구비	1,200,000,000원

4. 기술준비도(TRL)

기술 개념 확립
연구실 환경 검증
시제품 제작
실제 환경 검증
신뢰성 평가
상용품 제작