KR101272164B1

KR101272164B1 - 적외선 카메라와 디지털 영상처리 기술을 이용한 가로등 밝기 조절장치

Info

Publication number: KR101272164B1
Application number: KR1020130016719A
Authority: KR
Inventors: 박진용
Original assignee: (주)디바이스앤드써키트
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2013-06-07

Abstract

본 발명은 가로등에 내장되어 도로상에 이동하는 물체의 거리에 따라 가로등의 밝기를 조절하기 위한 가로등 밝기 조절장치에 관한 것으로서, 가로등에 탑재되어 도로상에 촬영 영역이 설정되는 적외선카메라와; 상기 적외선카메라를 통해 상기 촬영 영역 안에 물체가 감지되는 경우 상기 가로등을 점등 제어하며, 상기 감지된 물체와 상기 적외선카메라 사이의 거리에 따라 상기 가로등의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 가로등 간의 정보 전달없이 개별 가로등이 독립적으로 밝기가 조절되도록 함으로써 설치 및 유지관리가 간편하며, 물체의 실제 위치에 기반한 가로등의 밝기 조절이 이루어지도록 한다.

Description

적외선 카메라와 디지털 영상처리 기술을 이용한 가로등 밝기 조절장치{STREETLIGHT DIMMING DEVICE USING INFRARED CAMERA AND DIGITAL IMAGE PROCESSING TECHNOLOGY}

본 발명은 가로등에 내장되는 장치로서 도로상에 이동하는 물체의 거리에 따라 가로등의 밝기를 조절하기 위한 가로등 밝기 조절장치에 관한 것이다.

가로등의 밝기를 조절하는 기능에 관하여는 공개특허공보 제10-2012-0080442호 "가로등 및 그 제어 방법"(공개일: 2012.07.17) 등 다수의 선행공지기술이 존재한다.

상기 공개특허공보에 따르면, 물체의 근접을 검출하는 센서를 이용함으로써 물체의 근접이 검출된 위치에 있는 가로등이 턴온되고, 이와 동시에 근거리 통신을 통해 다음 가로등들도 순차적으로 턴온되도록 하는 발명이 개시된다. 턴온된 가로등은 일정 시간의 경과에 따라 단계적으로 밝기가 낮추어진다.

그러나, 상기 공개특허공보에 개시된 발명을 포함한 종래의 기술에 따르면, 여러 개의 가로등을 동시에 제어하는 관계로 가로등 간에 전선으로 연결되거나 별도의 통신수단이 필요하게 되어 설치 및 유지관리에 과다한 자원이 소요된다는 문제가 있었다.

그리고, 가로등의 밝기 또한 이동하는 물체에 따라 최적으로 조절될 필요가 있으나, 상기 공개특허공보 등에서는 물체의 실제 위치와는 무관하게 단순히 시간의 경과만으로 가로등의 밝기가 낮추어지도록 설계되어 있어 이에 대한 개선이 요구되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 가로등 간의 정보 전달없이 개별 가로등이 독립적으로 밝기가 조절되도록 함으로써 설치 및 유지관리가 간편하며, 물체의 실제 위치에 기반한 가로등의 밝기 조절이 이루어질 수 있도록 한 가로등 밝기 조절장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 가로등에 탑재되어 도로상에 촬영 영역이 설정되는 적외선카메라와; 상기 적외선카메라를 통해 상기 촬영 영역 안에 물체가 감지되는 경우 상기 가로등을 점등 제어하며, 상기 감지된 물체와 상기 적외선카메라 사이의 거리에 따라 상기 가로등의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치를 제공한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 감지된 물체가 상기 촬영 영역 안에서 이동함에 따라 변화하게 되는 영상의 크기에 비례하여 상기 가로등의 밝기를 조절할 수도 있다.

이때, 상기 제어부는 감지 대상인 물체의 종류 별로 상기 촬영 영역 안에서 변화하게 될 다양한 크기의 기준영상을 미리 다수개 저장해 두고, 각각의 기준영상에 대한 가로등의 밝기 조절량을 미리 정의해 두며, 상기 저장된 기준영상들로부터 상기 촬영 영역 안에서 감지된 물체의 종류를 판별하고, 판별된 물체에 대한 다양한 크기의 기준영상들과 상기 촬영 영역 안에서 이동하는 상기 감지된 물체의 영상 크기를 매칭시켜 일치하는 기준영상에 따라 상기 미리 정의된 가로등의 밝기 조절량으로 상기 가로등의 밝기를 조절할 수도 있다.

또는, 상기 제어부는 상기 촬영 영역 내에서의 상기 감지된 물체의 위치에 따라 상기 가로등의 밝기를 조절할 수도 있다.

그리고, 상기 제어부는 상기 촬영 영역 안에서 복수의 물체가 감지되는 경우에는 최초로 감지된 물체를 기준으로 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 하며, 상기 최초로 감지된 물체가 상기 촬영 영역을 벗어나는 경우에는 이후 감지된 물체의 순차에 따라 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 할 수도 있다.

한편, 상기 제어부는 리얼타임클럭(real time clock) 또는 GPS를 구비함으로써 상기 가로등을 점등 제어하기 위한 계절별 야간 구간을 설정하고, 설정된 야간 구간에 한하여 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 수행할 수도 있다.

나아가, 상기 제어부는 강우센서를 구비함으로써, 우천으로 인한 상기 강우센서의 감지 시 상기 가로등의 밝기 조절을 중단하고 일정한 점등 상태로 유지할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 가로등 밝기 조절장치에 의하면, 가로등마다 설치되는 적외선카메라 및 제어부를 통해 상기 적외선카메라를 통해 감지되는 물체와의 거리에 따라 해당 가로등의 밝기를 조절할 수 있으므로 가로등 간의 정보 전달없이 개별 가로등이 독립적으로 밝기가 조절될 수 있어 가로등 밝기 조절수단의 설치 및 유지관리가 간편할 뿐 아니라, 물체의 실제 위치에 기반한 가로등의 밝기 조절이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가로등 밝기 조절장치가 이용되는 환경을 설명하는 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가로등 밝기 조절장치의 블록구성도,
도 3은 도 2의 가로등 밝기 조절장치의 일 구성요소인 적외선카메라의 촬영 영역을 도시한 평면도,
도 4는 도 3의 촬영 영역에서 촬영된 물체의 영상을 순차적으로 도시한 개략도,
도 5는 도 3의 촬영 영역에서 촬영된 물체를 촬영한 적외선카메라의 다른 영상을 순차적으로 도시한 개략도이다.

본 발명의 실시예에 따른 가로등 밝기 조절장치는 도 1에 도시된 바와 같이 도로(1) 상에서 자동차(2) 등의 이동하는 물체의 위치에 따라 인접한 가로등(10)의 밝기가 자동으로 조절되도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 가로등 밝기 조절장치는 주로 가로등(10)의 내부에 설치된다.

이러한 가로등 밝기 조절장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적외선카메라(111)를 구비하는 영상입력부(110), 상기 적외선카메라(111)에 의해 촬영된 영상에 기반하여 가로등(10)의 밝기를 조절하는 제어부(120)를 포함한다.

적외선카메라(111)는, 가로등(10)이 주로 야간에 점멸 제어된다는 점에서 야간 촬영이 가능해야 한다는 조건에 따라 선정된 것이다.

적외선카메라(111)는, 이것이 설치되는 가로등(10)의 위치를 기준으로 후방, 즉 도로(2) 상에서 차량(2)이 접근해 오는 방향으로 4 내지 50[m]를 촬영 구간으로 선정한다. 상기 촬영 구간은 현재 가로등(10)의 설치 간격(ex. 40[m])을 고려하여 선정된 것이다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 가로등(10)이 위치한 BC 선으로부터 후방(도면에서는 좌측)으로 4 내지 50[m] 떨어진 AB 선까지를 촬영 구간으로 하여 ABCD의 각 점을 꼭지점으로 하는 사각형 영역(S)을 상기 적외선카메라(111)의 촬영 영역으로 정의한다.

이때, 촬영 영역(S)의 폭은 외측의 도로변, 즉 CD 선과 내측의 중앙선, 즉 AB 선에 의해 정의된다.

따라서, 적외선카메라(111)는 상기 촬영 영역(S) 안에서 인식되는 물체에 대하여만 감지 대상으로 하며, 이 촬영 영역(S)을 벗어난 영역에서 인식되는 물체는 감지 대상에서 제외하도록 설정된다.

이웃하는 촬영 영역(S) 간에는 길이방향으로 서로 중첩될 수 있다. 이는 이웃하는 2 또는 그 이상의 가로등(10)이 동시에 점등될 수 있음을 의미하며, 이 경우에는 대체로 서로간 다른 밝기로 조절되어 있음을 의미한다.

이와 같이 정의된 촬영 영역(S)에서 물체가 감지되는 경우, 제어부(120)는 가로등(10)을 점등 제어하되 감지된 물체와 이를 촬영하는 적외선카메라(111) 사이의 거리에 따라 가로등(10)의 밝기를 조절한다.

이를 구체적으로 설명하면, 도 2에서, 적외선카메라(111)는 100[ms] 단위로 촬영 영역(S)을 촬영하고, 그때마다 촬영된 영상은 비디오 영상캡쳐부(112)에서 캡쳐되어 제어부(120)로 전달된다. 제어부(120)에서는, 우선 컨트롤러(121)가 비디오 영상캡쳐부(112)에서 전달받은 영상을 분석하여 해당 영상 내에서 물체, 예를 들어 차량(2)의 영상을 감지하는 경우에는 즉시 가로등(10)을 점등 제어하며, 감지된 차량(2)의 영상이 이를 촬영한 적외선카메라(111)와 점점 가까워지는 경우에는 가로등(10)을 점점 밝게 조절하고 이후 감지되는 차량(2)의 영상이 가로등(10)을 지나는 경우, 즉 촬영 영역(S)의 끝선인 BC 선을 완전히 벗어난 경우에는 가로등(10)을 소등 제어한다.

감지되는 물체와 적외선카메라(111) 사이의 거리를 측정하는 구체적인 방법으로는, 예를 들어 도 4(a)에 도시된 바와 같이 촬영 영역(S)으로 진입하기 시작한 차량의 영상(2')은 크기가 작고, 이후 도 4(b)에서와 같이 점차 커지다가 최종적으로는 도 4(c)에서와 같이 최대로 커진 영상(2")의 상태로 되며, 이후 BC 선을 지나 사라지게 되므로, 차량(2)의 접근은 그 영상(2' 등)의 크기로서 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(120)는 감지된 물체가 촬영 영역(S) 안에서 이동함에 따라 변화하게 되는 영상(2' 등)의 크기에 비례하여 가로등(10)의 밝기를 조절하는 것이다.

이때, 감지되는 물체, 즉 차량은 승용차, SUV, 승합차, 트럭 등 차종에 따라 다양한 크기를 가질 수 있으므로, 제어부(120) 내의 메모리(122)에는 차종별로 촬영 영역(S) 안에서 이동함에 따라 변화하게 될 다양한 크기의 기준영상들을 미리 저장해 두고 이들 각각의 기준영상에 대하여 가로등의 밝기 조절량을 미리 매칭시켜 정의해 둔 후, 실제 촬영 영역(S)으로 진입을 완료하게 되는 감지대상 차량의 영상 크기로부터는 상기 메모리(122) 내에 저장된 차종들과 매칭시켜 해당 차종을 판별하고, 이후 촬영 영역(S) 내에서 실시간으로 감지되는 차량의 크기와 상기 판별된 차종에 대한 다양한 크기의 기준영상들을 매칭시켜 일치하는 크기의 기준영상에 대해 정의된 가로등 밝기 조절량으로 가로등(10)의 밝기를 조절할 수 있다.

감지되는 물체와 적외선카메라(111) 사이의 거리를 측정하는 다른 방법으로는, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 촬영 영역(S)으로 들어온 물체, 즉 차량의 감지되는 영상(2', 2" 등)의 위치에 따라 가로등(10)의 밝기를 조절하는 것이다. 즉, 영상(2', 2")이 촬영 영역(S) 내에서 우측으로 이동하는 선단의 위치가 적외선카메라(111)에 근접할수록 가로등(10)의 밝기를 이에 비례하여 선형적으로 증가시키는 것이다.

한편, 촬영 영역(S) 안에서 복수의 물체가 감지되는 경우에는 최초로 감지되는 물체를 기준으로 가로등(10)을 점등 제어함과 동시에 그 밝기도 조절하고, 상기 최초 감지된 물체가 촬영 영역(S)을 벗어나게 되는 경우에는 나머지 물체들 중에서 최초로 감지된 물체를 기준으로 하며, 이후의 경우에도 마찬가지 방식으로 감지된 물체의 순차에 따라서 해당 가로등(10)을 제어한다.

도 2에서, 가로등(10)의 밝기 조절을 위한 컨트롤러(121)의 신호는 PWM 신호이며, 조명제어신호 인터페이스부(123)에서는 컨트롤러(121)에서 전달되는 PWM 신호에 따라 고속으로 전원을 On/Off 하면서 가로등(10)의 밝기를 조절한다. 즉, 컨트롤러(121)에서는 인식되는 물체의 영상(2')에 따라 PWM 제어로 펄스폭을 조절함으로써 가로등(10)에 인가되는 평균 전압을 조절하도록 하여 그 밝기를 조절한다.

한편, 제어부(120)는 리얼타임클럭(real time clock, 124) 또는 GPS를 구비함으로써 가로등(10)을 점등 제어하기 위한 계절별 야간 구간을 설정하고, 설정된 야간 구간에 한하여 상기 가로등(10)의 점등 제어 및 밝기 조절을 수행하도록 할 수 있다.

또한, 제어부(120)는 강우센서(125)를 구비함으로써 우천으로 인한 상기 강우센서(125)의 감지 시 가로등(10)의 밝기 조절을 중단함과 동시에 이를 일정한 점등 상태로 유지하도록 할 수 있다.

그리고, 가로등 밝기 조절장치(100)의 작동을 위한 전원은 전원부(130)가 공급하되, 전원부(130)로의 전원은 별도의 배터리나 태양전지 등에 의할 경우 설치 및 유지보수 면에서 불편한 점이 있으므로 가로등(10)의 전원을 그대로 이용하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명된 가로등 밝기 조절장치(100)는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 상기 설명된 바에 한정되는 것으로 이해되어서는 곤란하다. 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

1: 도로 2: 차량
2', 2": 차량의 영상 S: 촬영 영역
10: 가로등 100: 가로등 밝기 조절장치
110: 영상입력부 111: 적외선카메라
112: 비디오영상캡쳐부 120: 제어부
121: 컨트롤러 122: 메모리
123: 조명제어신호 인터페이스부 124: 리얼타임클럭
125: 강우센서 130: 전원부

Claims

가로등에 탑재되어 도로상에 촬영 영역이 설정되는 적외선카메라와;
상기 적외선카메라를 통해 상기 촬영 영역 안에 물체가 감지되는 경우 상기 가로등을 점등 제어하며, 상기 감지된 물체와 상기 적외선카메라 사이의 거리에 따라 상기 가로등의 밝기를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 감지된 물체가 상기 촬영 영역 안에서 이동함에 따라 변화하게 되는 영상의 크기에 비례하여 상기 가로등의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
감지 대상인 물체의 종류 별로 상기 촬영 영역 안에서 변화하게 될 다양한 크기의 기준영상을 미리 다수개 저장해 두고, 각각의 기준영상에 대한 가로등의 밝기 조절량을 미리 정의해 두며,
상기 저장된 기준영상들로부터 상기 촬영 영역 안에서 감지된 물체의 종류를 판별하고, 판별된 물체에 대한 다양한 크기의 기준영상들과 상기 촬영 영역 안에서 이동하는 상기 감지된 물체의 영상 크기를 매칭시켜 일치하는 기준영상에 따라 상기 미리 정의된 가로등의 밝기 조절량으로 상기 가로등의 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬영 영역 안에서 복수의 물체가 감지되는 경우에는 최초로 감지된 물체를 기준으로 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 하며, 상기 최초로 감지된 물체가 상기 촬영 영역을 벗어나는 경우에는 이후 감지된 물체의 순차에 따라 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
리얼타임클럭(real time clock) 또는 GPS를 구비함으로써 상기 가로등을 점등 제어하기 위한 계절별 야간 구간을 설정하고, 설정된 야간 구간에 한하여 상기 가로등의 점등 제어 및 밝기 조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
강우센서를 구비함으로써, 우천으로 인한 상기 강우센서의 감지 시 상기 가로등의 밝기 조절을 중단하고 일정한 점등 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 가로등 밝기 조절장치.