KR101332750B1 - A pattern-based intelligence sesibility lighting system - Google Patents
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Abstract
실내환경 및 거주자 행위를 감지한 측정치 및, 조명기기의 제어명령 및 상태를 벡터화하고, 벡터 요소를 범위로 갖는 패턴벡터를 사전에 구성하거나 학습을 통해 패턴벡터를 생성 또는 갱신하는 패턴기반 감성조명 시스템에 관한 것으로서, 실내환경 및 거주자 행위를 감지하는 다수의 감지센서로부터 측정치를 입력받아, 측정치를 벡터(이하 환경벡터)로 구성하는 환경인지부; 조명기기를 제어하는 명령을 벡터(이하 제어벡터)로 구성하거나 조명기기 상태를 벡터(이하 상태벡터)로 구성하는 제어구성부; 측정치의 범위로 구성되는 패턴벡터, 및 패턴벡터에 대응되는 제어벡터를 저장하는 패턴저장부; 환경벡터의 측정치들이 패턴벡터의 범위 내인지 여부에 의해 매칭여부를 판단하는 패턴매칭부; 및, 환경벡터가 패턴벡터에 매칭되면 패턴벡터의 제어벡터로 조명기기를 제어하는 조명구현부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 패턴기반 감성조명 시스템에 의하여, 실내 환경 및 거주자 행태 등 다양한 요소를 벡터화하고 이를 기반으로 패턴화함으로써, 다양한 상황에 미리 정해지거나 학습된 조명으로 제어하여 복잡한 상황에서도 쉽고 간단하게 감성적 조명을 구현할 수 있다.Pattern-based emotional lighting system that vectorizes the measured values of indoor environment and resident behavior, control commands and status of lighting equipment, and constructs or updates pattern vectors in advance or learns them in advance. The present invention relates to an environment recognition unit configured to receive measurement values from a plurality of detection sensors for detecting indoor environment and behavior of a resident, and to configure the measurement values as vectors (hereinafter, environmental vectors); A control component configured to configure a command for controlling the lighting device into a vector (hereinafter, a control vector) or to configure a lighting device state into a vector (hereinafter, a state vector); A pattern storage unit for storing a pattern vector having a range of measurement values and a control vector corresponding to the pattern vector; A pattern matching unit which determines whether or not the measurement values of the environment vectors are within the range of the pattern vector; And a lighting implementer configured to control the lighting device using the control vector of the pattern vector when the environment vector matches the pattern vector.
By the above pattern-based emotional lighting system, various elements such as indoor environment and residents' behaviors are vectorized and patterned based on them, so that emotional lighting can be easily and simply controlled even in complex situations by controlling with predetermined or learned lighting in various situations. Can be implemented.
Description
본 발명은 실내환경 및 거주자 행위를 감지한 측정치 및, 조명기기의 제어명령 및 상태를 벡터화하고, 벡터 요소를 범위로 갖는 패턴벡터를 사전에 구성하거나 학습을 통해 패턴벡터를 생성 또는 갱신하는 패턴기반 감성조명 시스템에 관한 것이다.
The present invention is a pattern-based method of vectorizing measurement values for detecting indoor environment and behavior of residents, control commands and states of lighting equipment, and preconfiguring pattern vectors having a range of vector elements or generating or updating pattern vectors through learning. Emotional lighting system.
일반적으로 조명장치는 인간이 시각정보를 얻을 수 있도록 빛을 제공하는 장치를 일컫는데, 단순히 어둠을 밝혀주는 기능에만 한정되어졌었다. 그러나 색온도의 심적인 효과를 조명장치에 사용하는 것은 실내 공간을 한층 더 쾌적하게 만드는 수단이 될 수 있다.In general, a lighting device refers to a device that provides light to a human being to obtain visual information, and was limited to only a function of illuminating darkness. However, using the mental effects of color temperature in the lighting device can be a means of making the interior space more comfortable.
그래서 실내에서도 보다 인간 중심적인 자연조명의 변화를 연출할 수 있도록 다양한 조명 환경 설정하고 이를 필요에 따라 선택하여 원하는 조명 환경을 구현할 수 있는 감성조명이 필요하다. 이러한 감성조명은 색온도와 밝기를 사람의 심리상태에 알맞게 적용시키면서 공간을 변화시킬 수 있는 최첨단 조명기술이라 할 수 있다.Therefore, it is necessary to set a variety of lighting environments to produce more human-centered natural lighting changes in the room, and to select them according to need, and to provide a sensitive lighting environment. Emotional lighting is a state-of-the-art lighting technology that can change space while applying color temperature and brightness to a person's psychological state.
이러한 감성적 조명 기술의 일례는 [한국공개특허 제2011-0025579호(2010.03.10.공개), "센서제어 LED조명 방법과 장치"](이하 선행기술 1), [한국공개특허 제2011-0076379호(2011.07.06.공개), "적응적 연출 장비 제어 장치 및 방법, 그 기록 매체"](이하 선행기술 2), [한국공개특허 제2011-0113437호(2011.10.17.공개), "선박 탑승자의 생체 정보를 이용한 감성 인식 조명 제어 시스템"](이하 선행기술 3) 등에 개시되고 있다.An example of such an emotional lighting technology is [Korean Patent Publication No. 2011-0025579 (published on March 10, 2010), "Sensor control LED lighting method and apparatus"] (hereinafter Prior Art 1), [Korean Patent Publication No. 2011-0076379 (Published Jul. 6, 2011), "apparatus and method for adaptive production equipment control and recording medium"] (hereinafter, prior art 2), [Korea Patent Publication No. 2011-0113437 (published Oct. 17, 2011), "Ship passenger Emotion recognition lighting control system using biometric information of "" (hereinafter referred to as prior art 3) and the like.
상기 선행기술 1은 조도, 온ㆍ습도, 인체를 감지하여 자동으로 on/off되거나 밝기를 조절하여 절전하는 LED조명에 관한 기술이다.The
또한, 상기 선행기술 2는 사용자가 연출하고자 하는 테마별로 조명기기 제어 신호, 음향기기 제어 신호 및 영상기기 제어 신호를 저장하는 환경 정의부; 주변 온도, 주변 소음 및 주변 조도를 측정하는 인지 센서; 및 상기 주변 온도, 주변 소음 및 주변 조도의 측정값에 따라 상기 테마 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 테마에 해당하는 조명기기 제어 신호, 음향기기 제어 신호 및 영상기기 제어 신호를 출력하는 인지 적응부로 구성하여, 사용자의 감성 또는 환경에 대응하여 조명 등을 변화시키는 기술을 개시하고 있다.In addition, the prior art 2 is an environment defining unit for storing the lighting device control signal, the audio device control signal and the video device control signal for each theme to be produced by the user; Cognitive sensors for measuring ambient temperature, ambient noise and ambient illuminance; And a cognitive adaptation unit that selects any one of the themes according to the measured values of the ambient temperature, ambient noise, and ambient illuminance, and outputs a lighting device control signal, an audio device control signal, and an image device control signal corresponding to the selected theme. Thus, a technique of changing lighting or the like in response to a user's emotion or environment is disclosed.
또한, 상기 선행기술 3은 맥박, 혈압, 혈당 및 스트레스 중 적어도 하나를 포함하는 선박 탑승자의 생체정보를 수집하는 복수의 센서; 진단 알고리즘을 이용하여 상기 생체정보에 따른 상기 탑승자의 감성을 분류하고, 상기 감성에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어신호에 따라 조명등을 제어하는 조명 구동부로 구성하는 기술을 제시하고 있다.In addition, the
그러나 상기 선행기술들은 단순히 인체 또는 환경 상태를 센싱하여, 그 상태에 맞도록 조명을 제어한다고만 기재되어 있다. 즉, 각 상태에 맞는 조명이 어떤 조명인지를 미리 알고 설정해야하는 문제점이 있다. 결국, 조명에 대한 선호는 취향과 같이 사람마다 다를 수 있으나 이를 고려하여 제어하지 못한다.However, the prior art simply describes sensing a human or environmental state and controlling the lighting to suit the state. That is, there is a problem in that it is necessary to know and set in advance which lighting is suitable for each state. After all, the preference for lighting may vary from person to person, such as taste, but cannot be controlled in consideration of this.
다음 한 가지의 예를 들어 설명한다.One example is described below.
한 학생이 감성 조명이 적용 된 스탠드 불빛 아래에서 공부를 하고 있다. 이 제품은 어떠한 특정 영역에 따라 색 온도를 조절하여 학습에 집중할 수 있도록 고안되어 있는 제품이라고 가정해 보자. 그렇게 이 학생이 열심히 공부를 하고 있다가 꾸벅꾸벅 졸기 시작한다. 과연, 이 스탠드는 수면을 방해하는 조명을 조성하여 졸지 않게 해야 하는가, 반대로 잠깐 동안 편안하게 쉬는 시간을 가질 수 있도록 편안한 조명을 조성해야 할까? 이와 같이 기존의 대부분의 시스템들은 미리 입력 해 두었던 Preset(사전에 정해진 규칙)이나 약간의 데이터를 통해 계산된 일부 정보들에 의해서 작동하기 때문에, 특히 사용자가 여럿일 경우 사용자의 감성을 기존의 시스템이 대응하기란 쉽지 않은 일이다.A student is studying under a standlight with emotional lighting. Suppose the product is designed to focus on learning by adjusting the color temperature according to a certain area. This student is studying hard and starts to doze off. Should the stand create sleep-disturbing lights to keep you sleepy, or should you provide comfortable lighting for a short break? As such, most existing systems operate based on preset information that has been pre-populated or some information calculated from some data, especially when there are multiple users. It is not easy to respond.
위의 예와 같이 기존의 시스템은 그저 미리 구성되어 있는 Preset 과 약간의 센서 대응방식으로 작동을 하게 된다. 즉, 즉각적인 반응만 할 뿐 사용자의 행동 방식을 시스템 자체적으로 이해하고 그를 바탕으로 작동할 수는 없다. As in the example above, the existing system works with just a preconfigured preset and some sensor response. In other words, it only reacts immediately and cannot understand and act on the system itself.
따라서, 사용자의 행동 방식 및 변화되는 환경을 인지하고 그에 대응하는 조명을 구현할 수 있는 좀 더 감성적인 조명 기술이 필요하다. 즉, 감성적 조명제어를 보다 쉽게 설정하고 처리할 수 있는 기술이 필요하다.
Therefore, there is a need for a more emotional lighting technology that can recognize a user's behavior and changing environment and implement lighting corresponding thereto. In other words, there is a need for a technology that can more easily set up and process emotional lighting control.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내환경 및 거주자 행위를 감지한 측정치 및, 조명기기의 제어명령 및 상태를 벡터화하고, 벡터 요소를 범위로 갖는 패턴벡터를 사전에 구성하거나 학습을 통해 패턴벡터를 생성 또는 갱신하는 패턴기반 감성조명 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems described above, and to measure the measurement of the indoor environment and the behavior of the resident, vectorize the control command and state of the lighting equipment, and preconfigured a pattern vector having a vector element as a range. To provide a pattern-based emotional lighting system that generates or updates the pattern vector through learning.
특히, 본 발명의 목적은 일정한 형태나 양식 또는 유형을 나타내는 패턴은 평소 실생활에서 예술분야 뿐 아니라 각종 전자 분야 등에서도 많이 활용되고 있기 때문에, 감성적 조명 제어에 이러한 패턴이 적용되는 패턴기반 감성조명 시스템을 제공하는 것이다.In particular, an object of the present invention is to use a pattern-based emotional lighting system in which a pattern representing a certain form, form or type is commonly used in various electronic fields as well as the art field in real life. To provide.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 감지센서와 다수의 조명기기와 연결되어, 측정 또는 상태 데이터를 수신하거나 제어명령을 전송하는 패턴기반 감성조명 시스템에 관한 것으로서, 실내환경 및 거주자 행위를 감지하는 다수의 감지센서로부터 측정치를 입력받아, 상기 측정치를 벡터(이하 환경벡터)로 구성하는 환경인지부; 조명기기를 제어하는 명령을 벡터(이하 제어벡터)로 구성하거나 조명기기 상태를 벡터(이하 상태벡터)로 구성하는 제어구성부; 상기 측정치의 범위로 구성되는 패턴벡터, 및 상기 패턴벡터에 대응되는 제어벡터를 저장하는 패턴저장부; 상기 환경벡터의 측정치들이 상기 패턴벡터의 범위 내인지 여부에 의해 매칭여부를 판단하는 패턴매칭부; 및, 상기 환경벡터가 상기 패턴벡터에 매칭되면 상기 패턴벡터의 제어벡터로 상기 조명기기를 제어하는 조명구현부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a pattern-based emotional lighting system that is connected to a plurality of sensors and a plurality of lighting devices, and receives measurement or status data or transmits a control command. An environment recognition unit configured to receive measurement values from a plurality of sensing sensors and configure the measurement values as vectors (hereinafter, environmental vectors); A control component configured to configure a command for controlling the lighting device into a vector (hereinafter, a control vector) or to configure a lighting device state into a vector (hereinafter, a state vector); A pattern storage unit for storing a pattern vector configured with a range of the measured value and a control vector corresponding to the pattern vector; A pattern matching unit which determines whether or not the measurement values of the environment vectors are within the range of the pattern vector; And an illumination implementer for controlling the lighting device with the control vector of the pattern vector when the environment vector matches the pattern vector.
또, 본 발명은 패턴기반 감성조명 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 없는 경우, 상기 환경벡터를 포함하는 패턴벡터를 생성하고 학습시켜, 생성된 패턴벡터(이하 생성 패턴벡터)에 대응되는 제어벡터를 구하는 패턴학습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, in the pattern-based emotional lighting system, when there is no pattern vector matching the environment vector, the system generates and learns a pattern vector including the environment vector and generates the generated pattern vector (hereinafter generated). And a pattern learning unit for obtaining a control vector corresponding to the pattern vector).
또, 본 발명은 패턴기반 감성조명 시스템에 있어서, 상기 패턴학습부는 상기 생성 패턴벡터에 매칭되는 환경벡터와, 상기 환경벡터가 입력될 때의 상태벡터를 학습데이터로 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the pattern-based emotional lighting system, the pattern learning unit uses an environment vector matching the generated pattern vector and a state vector when the environment vector is input as learning data.
또, 본 발명은 패턴기반 감성조명 시스템에 있어서, 상기 패턴학습부는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 요소 범위를 나누어 상기 패턴벡터를 적어도 2개의 패턴벡터로 나누는 것을 특징으로 한다.In addition, in the pattern-based emotional lighting system, the pattern learning unit, if there is a pattern vector matching the environment vector, but if a control vector of the pattern vector and a different state vector is input, divide the element range to divide the pattern vector It is characterized by dividing by at least two pattern vectors.
또, 본 발명은 패턴기반 감성조명 시스템에 있어서, 상기 패턴학습부는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 입력되는 상태벡터로 상기 패턴벡터를 학습시키는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, in the pattern-based emotional lighting system, the pattern learning unit has a pattern vector matching the environment vector, but when a state vector different from the control vector of the pattern vector is input, the pattern vector is input as the state vector. It is characterized by learning.
또, 본 발명은 패턴기반 감성조명 시스템에 있어서, 상기 환경벡터의 요소는 현재 시간, 지속시간, 소음 정도, 실내 온도, 거주자 위치, 움직임 상태 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is a pattern-based emotional lighting system, the element of the environment vector is characterized in that it comprises any one or more of the current time, duration, noise level, room temperature, occupant location, movement state.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 패턴기반 감성조명 시스템에 의하면, 실내 환경 및 거주자 행태 등 다양한 요소를 벡터화하고 이를 기반으로 패턴화함으로써, 다양한 상황에 미리 정해지거나 학습된 조명으로 제어하여 복잡한 상황에서도 쉽고 간단하게 감성적 조명을 구현할 수 있는 효과가 얻어진다.
As described above, according to the pattern-based emotional lighting system according to the present invention, by vectorizing the various elements such as the indoor environment and the behavior of the residents and patterning based on them, even in a complicated situation by controlling the lighting predetermined or learned in various situations The effect of easily and simply implementing emotional lighting is obtained.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴기반 감성조명 시스템의 구성에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 패턴벡터의 일례이다.
도 4는 본 발명에 따른 학습되어 갱신된 패턴벡터의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 패턴기반 감성조명 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is a block diagram of an entire system for implementing the present invention.
2 is a block diagram of the configuration of a pattern-based emotional lighting system according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of a pattern vector according to the present invention.
4 is an example of a learned and updated pattern vector according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a pattern-based emotional lighting method according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
In the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof will be omitted.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템의 구성의 예들에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.First, examples of the configuration of the entire system for carrying out the present invention will be described with reference to Fig.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시를 위한 전체 시스템의 일례는 거주자(10), 감지센서(20), 조명기기(30), 및, 감성조명 시스템(50)으로 구성된다. 또한, 감지센서(20) 및 조명기기(30) 등은 실내(40)에 설치된다. 추가적으로, 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스(60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, an example of the whole system for the implementation of the present invention consists of a
감지센서(20)는 실내(40)의 환경(또는 실내환경)을 측정할 수 있는 센서로서, 온도센서, 습도센서, 조도 감지센서, 시간, 음량센서 등이다. 실내(40)는 건물, 사무실, 방 등의 내부 공간을 말한다. 즉, 실내환경은 실내의 온도, 습도, 조도, 소음 등의 환경을 말한다. 온도, 습도, 소음, 시간 등의 실내환경은 측정치(또는 수치)로서 그 정도가 표시된다.The
또는, 감지센서(20)는 카메라, 적외선 센서, 맥박 등을 통해 거주자(10)의 움직임, 소리 등의 행태를 감지할 수 있다. 이 경우, 감지센서(20)의 측정치는 거주자(10)의 위치, 자세, 체온 등을 표시한 것이다.Alternatively, the
감지센서(20)는 실내(40)에 고정되어 설치될 수 있다. 또는, 감지센서(20)는 거주자(10)가 착용하거나 소지하는 물건 등에 내장될 수 있다. 또는, 감지센서(20)는 사람에 의해 수동적으로 측정될 수도 있다. 감지센서(20)는 실내환경 또는 거주자(10)의 행태 또는 상태를 실시간으로 측정할 수 있으면, 어느 형태로도 구현될 수 있다.The
감지센서(20)에 의해 측정된 실내환경은 수치(또는 측정치)로서 표시되고, 측정치는 감성조명 시스템(50)로 전송된다. 감지센서(20)는 감성조명 시스템(50)와 데이터 통신을 할 수 있도록 연결된다. 이때, 데이터 통신은 통신선에 의해 연결되는 유선 통신, 또는, 블루투스, WiFi, 지그비, 3G 이동통신 네트워크 등 무선 통신이 모두 가능하다.The indoor environment measured by the
조명기기(30)는 실내환경을 조명하는 장치로서, 온/오프, 깜박임, 밝기, 색온도, 조사 방향 등 다양한 제어요소를 조절함으로써 다양한 형태로 조명할 수 있는 장치를 말한다.The
한편, 조명기기(30)는 감성조명 시스템(50)과 연결되어, 감성조명 시스템(50)로부터 수신되는 제어명령에 따라 제어된다. 즉, 조명기기(30)는 자신의 온/오프나 밝기 등을 제어명령에 의해 제어된다.Meanwhile, the
또한, 조명기기(30)는 거주자(10)에 의해서도 직접 제어될 수 있다. 조명기기(10)에 구비된 스위치 등 제어수단이나 리모콘 등에 의해서도 제어될 수 있다. 거주자(10)에 의한 제어가 감성조명 시스템(50)의 제어명령보다 우선한다. 예를 들어, 감성조명 시스템(50)은 밝기를 낮추는 제어신호를 보내고 거주자(10)가 스위치 등을 통해 밝기를 높였다면, 조명기기(30)는 우선순위가 높은 거주자(10)의 제어명령에 따른다.In addition, the
이때, 감성조명 시스템(50)은 이러한 조명기기(30)로부터 제어상태를 수신할 수 있다. 즉, 감성조명 시스템(50)은 거주자(10)가 원하는 제어상태(또는 조명상태)를 알 수 있다.In this case, the
감성조명 시스템(50)는 감지센서(20)로부터 감지된 실내환경 상태정보 또는 거주자 행태(또는 거주자 행위)를 수집하고, 이를 이용하여 실내환경의 최적 조명을 판단하고 이를 토대로 조명기기(30)를 제어한다. 즉, 감성조명 시스템(50)는 조명기기(30)를 온/오프, 깜박임 밝기, 등을 조절하여, 최적의 감성적 조명을 만든다.
한편, 감성조명 시스템(50)는 실내환경 정보 및 거주자 행태를 패턴화하여 해당 패턴에 대한 조명제어 명령들을 사전에 저장해둔다. 그리고 감지센서(20)로부터 감지된 실내환경 및 거주자 행위를 수신하면 수신된 정보가 어느 패턴에 부합하는지를 판단하여 부합되는 패턴에 해당되는(또는 대응되는) 조명제어 명령을 조명기기(30)에 전달한다.On the other hand, the
또한, 감성조명 시스템(50)는 입력되는 실내환경 정보 및 거주자 행태가 사전에 저장된 패턴과 맞지 않으면, 새로운 패턴을 만들거나 기존의 패턴을 학습시켜 갱신한다.In addition, if the indoor lighting information and the resident behavior does not match the previously stored patterns, the
또, 감성조명 시스템(50)은 기존의 패턴에 대응되는 조명제어 명령과 다른 조명제어 상태를 수신하는 경우에도, 새로운 패턴을 만들거나 기존의 패턴을 학습시킨다. 이것은, 패턴에 정해진 제어명령과 다르게, 거주자(10)가 조명제어 명령을 내리는 경우를 말한다. 이때, 기존의 패턴을 더욱 세분화하여 새로운 패턴을 만들 수 있다.In addition, the
데이터베이스(60)는 패턴을 벡터화한 패턴벡터를 저장하는 패턴DB(61) 및, 환경정보와 이에 대응되는 제어상태 정보로 학습되는 데이터를 저장하는 학습DB(62)로 이루어진다. 그러나 상기 데이터베이스(60)의 구성은 바람직한 일실시예일 뿐이며, 구체적인 장치를 개발하는데 있어서, 접근 및 검색의 용이성 및 효율성 등을 감안하여 데이터베이스 구축이론에 의하여 다른 구조로 구성될 수 있다.
The
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 패턴기반 감성조명 시스템의 구성을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the configuration of the pattern-based emotional lighting system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.
도 3에서 보는 바와 같이, 감성조명 시스템(50)은 환경인지부(51), 제어구성부(52), 패턴저장부(53), 패턴매칭부(54), 및, 조명구현부(55)로 구성된다. 또한, 패턴학습부(56)를 추가하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the
환경인지부(51)는 실내환경 및 거주자 행위를 감지하는 다수의 감지센서(20)로부터 측정치를 입력받아, 상기 측정치를 벡터(이하 환경벡터)로 구성한다.The
앞서 설명한 바와 같이, 감지센서(20)는 실내 환경 또는 거주자 행위를 측정할 수 있는 센서로서, 온도센서, 습도센서, 시계, 음량센서, 움직임 감지 센서 등이다. 움직임 감지 센서 등은 적외선 센서 외에도 카메라 등을 통해 거주자의 위치나 움직임의 정도 등을 감지할 수도 있다.As described above, the
일례로서, 환경인지부(51)에서 감지할 수 있는 요소를 거주자의 위치, 거주자의 움직임 정도, 움직임의 지속시간, 현재시간으로 정한다. 또한, 실내(40)는 학생이 거주하는 방으로 정한다.As an example, the element that can be detected by the
감지센서(20)에 의한 측정 요소(또는 감지 요소)들은 측정치로 변환한다. 거주자의 위치는 책상과 침대로 구분하고, 각각 1과 2로 측정치를 부여한다. 또한, 움직임의 정도는 0에서 5로 6단계로 구분하여, 전혀 움직임 없는 경우 0으로 설정하고, 아주 빠르게 움직임이 감지되는 경우를 최대 5로 정한다. 움직임의 지속시간은 움직임이 지속되는 시간으로 정한다. 다만, 빠른 움직임이 감지되고 잠깐동안 움직임이 없다가 다시 빠른 움직임이 있는 경우를 고려하여, 중간의 예외적인 움직임은 제외하여 전체 움직임 시간을 정하는 것이 바람직하다.The measuring elements (or sensing elements) by the
상기의 일례에 대한 환경벡터는 다음과 같이 표시될 수 있다.The environment vector for the above example may be expressed as follows.
환경벡터 = ( <위치>, <현재시간>, <움직임>, <지속시간> )Environment vector = (<location>, <current time>, <motion>, <duration>)
환경벡터의 요소는 거주자의 위치, 현재시간, 거주자의 움직임 강도, 움직임의 지속시간에 대한 감지요소들의 측정치들이다.The elements of the environment vector are measurements of sensing elements for the occupant's location, current time, occupant's movement intensity, and duration of movement.
한편, 환경인지부(51)는 주기적으로 측정치를 입력받거나, 측정치의 변화가 있는 경우에만 입력을 받는 것이 바람직하다. 예를 들어, 1분 간격으로 측정치를 입력받을 수 있고, 위치 센서에 의해 위치가 1에서 2로 변경된 때 이벤트가 발생하여 입력받을 수도 있다.
On the other hand, it is preferable that the
제어구성부(52)는 조명기기를 제어하는 명령을 벡터(이하 제어벡터)로 구성하거나 조명기기 상태를 벡터(이하 상태벡터)로 구성한다.The
앞서 본 바와 같이, 조명기기(30)는 온/오프, 깜박임, 밝기, 조사 방향 등 다양한 제어요소에 의해 조절되는 조명장치이다. 앞서의 일례에서, 학생의 방에는 하나의 조명이 있고, 상기 조명의 제어요소는 온/오프/밝기 요소와 깜박임 요소가 있다고 정한다. 온/오프/밝기 요소는 0-5까지의 제어값을 갖는다. 0은 전원이 오프(off)되는 것을 말하며, 1-5는 조명기기(30)의 전원이 온(on)된 상태이고, 각각의 숫자는 밝기의 정도를 나타낸다. 또한, 깜박임은 조명기기(30)가 점멸을 반복하는지 여부를 제어하는 것이다. 0인 경우는 깜박임이 없는 경우이고, 1인 경우는 깜박임이 있는 경우를 말한다.As described above, the
따라서 제어벡터는 다음과 같이 표시될 수 있다.Therefore, the control vector can be expressed as follows.
제어벡터 = ( <온/오프/밝기>, <깜박임> )Control Vector = (<On / Off / Brightness>, <Blink>)
제어벡터와 상태벡터는 동일한 형식의 벡터로 표시된다. 다만, 제어벡터는 감성조명 시스템(50)에서 조명기기(30)에 전달되는 제어명령을 표시하고, 상태벡터는 거주자(10)에 의해 제어된 조명기기(30)의 제어상태를 표시한다.The control vector and the state vector are represented by a vector of the same format. However, the control vector indicates a control command transmitted from the
한편, 상태벡터에 대한 정보는 변화가 있는 경우에만 입력을 받는 것이 바람직하다. 예를 들어, 거주자(10)에 의해 밝기가 올려진 경우 이벤트가 발생하여 입력받을 수도 있다.
On the other hand, the information about the state vector is preferably received only when there is a change. For example, when the brightness is raised by the
패턴저장부(53)는 상기 측정치의 범위로 구성되는 패턴벡터, 및 상기 패턴벡터에 대응되는 제어벡터를 저장한다.The
패턴벡터는 실내환경 정보 및 거주자 행태를 패턴화한 것으로서, 이것들의 측정치 또는 범위로 구성한다. 따라서 패턴벡터의 요소는 환경벡터의 요소와 동일하다. 다만, 요소의 값을 단순한 측정치가 아니라, 범위로 구성한다는 점에 차이가 있다.The pattern vector is a pattern of indoor environment information and occupant behavior, and is composed of these measurements or ranges. Therefore, the elements of the pattern vector are the same as the elements of the environment vector. The difference is that the value of the element is not a simple measure but a range.
앞의 예에서, 패턴벡터의 요소는 다음과 같다.In the previous example, the elements of the pattern vector are
패턴벡터 = ( <위치>, <현재시간>, <움직임>, <지속시간> )Pattern vector = (<position>, <current time>, <motion>, <duration>)
패턴벡터의 일례를 도 3에 도시하고 있다.An example of the pattern vector is shown in FIG.
도 3의 표에서, 패턴벡터의 행에는 위치, <위치>, <현재시간>, <움직임>, <지속시간>이 기재되어 있고, 이 행들이 곧 패턴벡터의 요소를 표시한 것이다. 패턴벡터는 3개를 나타냈고, 패턴벡터 1은 거주자가 책상에 위치하고 있고, 시간이 저녁 7시(19:00)에서 다음날 아침 7:00 사이이고, 움직임이 없으면서 그 지속시간이 20분인 경우를 패턴화한 것이다. 또한, 패턴벡터 3은 거주자가 침대에 위치하고, 시간이 저녁 7시(19:00)에서 다음날 아침 7:00 사이이고, 움직임이 없으면서 그 지속시간이 30분인 경우를 패턴화한 것이다.In the table of Fig. 3, the position of the pattern vector is described with the position, the <position>, the <current time>, the <motion> and the <duration time>, and these lines immediately indicate the elements of the pattern vector. The pattern vectors represent three, and the
한편, 패턴벡터의 요소는 모든 값을 다 포함하는 값을 가질 수 있다. 도 3의 예에서 패턴 3의 지속시간은 "-"로 표시되어, 지속시간을 어느 시간이라도 모두 포함한다.On the other hand, the element of the pattern vector may have a value including all the values. In the example of FIG. 3, the duration of
상기 각 패턴벡터에는 각 패턴에 대응되는 제어벡터를 가진다. 예를 들어, 패턴벡터 1인 경우, 제어벡터는 (4,1)로서, 온/오프/밝기가 4이고, 깜박임이 1인 요소를 갖는다. 즉, 조명기기(30)의 밝기를 4로 정하여 온(on)시키고 깜박거린다. 또, 패턴벡터 3인 경우, 제어벡터는 (0,0)로서, 온/오프/밝기가 0이고, 깜박임이 0인 요소를 갖는다. 즉, 조명기기(30)를 오프(off)시킨다.Each pattern vector has a control vector corresponding to each pattern. For example, in the case of the
패턴1의 의미는 다음과 같다. 거주자가 책상에 위치하고 있고, 시간이 저녁 7시(19:00)에서 다음날 아침 7:00 사이이고, 움직임이 없으면서 그 지속시간이 20분인 경우, 조명기기(30)의 밝기를 4로 정하여 온(on)시키고 깜박거린다.The meaning of
패턴3의 의미는 다음과 같다. 거주자가 침대에 위치하고, 시간이 저녁 7시(19:00)에서 다음날 아침 7:00 사이이고, 움직임이 없으면서 그 지속시간이 30분인 경우, 조명기기(30)를 오프(off)시킨다.The meaning of
상기와 같은 패턴은 사전에 만들어져 저장되거나, 이하에서 보듯이, 학습에 의해 새로 생성되거나 기존 패턴이 갱신될 수 있다.
Such a pattern may be created and stored in advance, or as described below, a new pattern or an existing pattern may be updated by learning.
패턴매칭부(54)는 상기 환경벡터의 측정치들이 상기 패턴벡터의 범위 내인지 여부에 의해 매칭여부를 판단한다.The
앞서 설명한 바와 같이, 감지센서(20)에 의한 측정치는 주기적으로 받거나 이벤트가 발생되면 입력되고, 이 경우, 하나의 환경벡터가 생성된다. 이때 생성된 환경벡터의 각 요소들의 값들을 만족하는 패턴벡터가 있는지를 찾는다. 즉, 환경벡터의 각 요소의 측정치들이 패턴벡터의 각 요소의 범위 내인지 여부를 판단하여 매칭여부를 판단한다.As described above, the measurement by the
예를 들어, 다음과 같은 환경벡터가 입력되었다고 가정한다.For example, suppose the following environment vector is input.
환경벡터 A = (2, 21:00, 0, 30분)Environment vector A = (2, 21:00, 0, 30 minutes)
환경벡터 B = (2, 21:00, 2, 30분)Environment vector B = (2, 21:00, 2, 30 minutes)
환경벡터 A는 패턴 3에 매칭되고, 환경벡터 B는 매칭되는 패턴(또는 패턴벡터)가 없다.
The environment vector A matches
조명구현부(55)는 상기 환경벡터가 상기 패턴벡터에 매칭되면 상기 패턴벡터의 제어벡터로 상기 조명기기(30)를 제어한다.The
앞서의 예에서, 환경벡터 A는 패턴 3에 매칭되고, 패턴 3에 대응되는 제어벡터 (0,0)로 제어한다. 즉, 조명기기(30)의 전원을 오프시킨다.
In the above example, the environment vector A matches the
패턴학습부(56)는 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 없는 경우, 상기 환경벡터를 포함하는 패턴벡터를 생성하고 학습시켜, 생성된 패턴벡터(이하 생성 패턴벡터)에 대응되는 제어벡터를 구한다. 특히, 패턴학습부(56)는 상기 생성 패턴벡터에 매칭되는 환경벡터와, 상기 환경벡터가 입력될 때의 상태벡터를 학습데이터로 이용한다.If there is no pattern vector matching the environment vector, the
앞서의 예에서 환경벡터 B는 매칭되는 패턴벡터가 없다. 이 경우, 거주자(10)가 조명기기(30)를 제어하는 명령을 입력받아, 그 명령을 제어벡터로 구성한다. 즉, 상태벡터를 이용하여, 제어벡터로 만든다. 이때, 상태벡터는 거주자(10)에 제어에 의한 조명기기 제어명령이나, 현재 상태에서의 조명기기의 제어상태를 말한다. 예를 들어, 환경벡터 B인 경우, 거주자(10)가 밝기 3으로 조명기기(30)를 켜거나 그 상태로 있으면, 상태벡터는 (3,0)이고, 곧 제어벡터도 (3,0)이다.In the above example, the environment vector B does not have a matching pattern vector. In this case, the
상기와 같이, 패턴벡터에 없는 환경벡터와 그때의 상태벡터를 학습 데이터로 데이터베이스(60) 또는 학습DB(62)에 축적한다. 특히, 일정시간(예를 들어, 1주일, 한달 등) 동안 축적하고, 축적된 학습 데이터를 분석하여, 패턴벡터와 제어벡터를 추출한다. 이때, 학습하는 알고리즘은 종래의 학습 알고리즘, 예를 들어, 신경망 학습 알고리즘이나, 베이지안 등 확률 학습 알고리즘을 사용한다.As described above, the environment vector not included in the pattern vector and the state vector at that time are accumulated in the
도 4a와 같이, 학습결과에 의해, 패턴 4가 생성될 수 있다.As shown in FIG. 4A, a
다음으로, 패턴학습부(56)는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 요소 범위를 나누어 상기 패턴벡터를 적어도 2개의 패턴벡터로 나눈다. 특히, 패턴학습부(56)는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 입력되는 상태벡터로 상기 패턴벡터를 학습시킨다.Next, the
도 4a와 같은 환경벡터 상황에서, 조명기기(30)의 전원을 오프시켰으나, 거주자(10)가 전원을 켜는 경우가 발생하였다고 보자. 즉, 밤 12시에서 아침 7시까지 시간에는 침대에 있는 거주자가 약간의 움직임이 있더라도, 거주자(10)가 조명기기의 전원을 항상 오프시키는 경우가 발생한 것이다.In the environment vector situation as shown in FIG. 4A, the power of the
즉, 환경벡터에 매칭되는 패턴 4가 있으나, 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력된다. 이때의 상태벡터는 (0,0), 즉, 전원이 오프되는 제어상태이다. 이 경우, 도 4a의 패턴 4를 세분화하여, 도 4b와 같은 여러 개의 패턴으로 나눈다. 밤 12시에서 아침 7시까지 시간에는 침대에 있는 거주자의 움직임이 1-2이더라도 전원을 오프시킨다.
That is, although there is a
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 패턴기반 감성조명 시스템에 의한 패턴기반 감성조명 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.Next, the pattern-based emotional lighting method by the pattern-based emotional lighting system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 5에서 보는 바와 같이, 상기 패턴기반 감성조명 방법은 (a) 환경벡터를 구성하는 단계(S10); (b) 환경벡터에 매칭되는 패턴벡터가 존재하는지를 판단하는 단계(S20); (c) 매칭되는 패턴벡터가 존재하면 패턴벡터의 제어벡터로 조명기기(30)를 제어하는 단계(S30); (d) 매칭되는 패턴벡터가 존재하지 않으면 환경벡터와 상태벡터를 학습데이터로 저장하는 단계(S40); 및, (e) 학습데이터로 학습하여, 패턴벡터를 생성 또는 갱신하는 단계(S50)로 구성된다. 추가적으로, (f) 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되는 경우 환경벡터 및 상태벡터를 학습데이터로 저장하는 단계(S60)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
As shown in Figure 5, the pattern-based emotional lighting method comprises the steps of (a) constructing an environmental vector (S10); (b) determining whether a pattern vector matching the environment vector exists (S20); (c) controlling the
상기 패턴기반 감성조명 방법에 대한 설명 중 생략된 부분은 앞서 설명한 사용자 패턴기반 감성조명 시스템에 대한 설명을 참조한다.
The omitted part of the description of the pattern-based emotional lighting method refers to the description of the user pattern-based emotional lighting system described above.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example, Of course, a various change is possible in the range which does not deviate from the summary.
10 : 거주자 20: 감지센서
30 : 조명기기 40 : 실내
50 : 감성조명 시스템 51 : 환경인지부
52 : 제어구성부 53 : 패턴저장부
54 : 패턴매칭부 55 : 조명구현부
56 : 패턴학습부 60 : 데이터베이스
61 : 패턴DB 62 : 학습DB10: resident 20: sensor
30: lighting 40: indoor
50: emotional lighting system 51: environmental awareness department
52: control unit 53: pattern storage unit
54: pattern matching section 55: lighting implementation section
56: pattern learning unit 60: database
61: Pattern DB 62: Learning DB
Claims (6)
실내환경 및 거주자 행위를 감지하는 다수의 감지센서로부터 측정치를 입력받아, 상기 측정치를 벡터(이하 환경벡터)로 구성하는 환경인지부;
조명기기를 제어하는 명령을 벡터(이하 제어벡터)로 구성하거나 조명기기 상태를 벡터(이하 상태벡터)로 구성하는 제어구성부;
상기 측정치의 범위로 구성되는 패턴벡터, 및 상기 패턴벡터에 대응되는 제어벡터를 저장하는 패턴저장부;
상기 환경벡터의 측정치들이 상기 패턴벡터의 범위 내인지 여부에 의해 매칭여부를 판단하는 패턴매칭부; 및,
상기 환경벡터가 상기 패턴벡터에 매칭되면 상기 패턴벡터의 제어벡터로 상기 조명기기를 제어하는 조명구현부를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
In the pattern-based emotional lighting system that is connected to a plurality of sensors and a plurality of lighting devices, and receives the measurement or status data or transmits a control command,
An environment recognition unit configured to receive measurement values from a plurality of detection sensors for detecting indoor environment and resident behavior, and to configure the measurement values as vectors (hereinafter, environmental vectors);
A control component configured to configure a command for controlling the lighting device into a vector (hereinafter, a control vector) or to configure a lighting device state into a vector (hereinafter, a state vector);
A pattern storage unit for storing a pattern vector configured with a range of the measured value and a control vector corresponding to the pattern vector;
A pattern matching unit which determines whether or not the measurement values of the environment vectors are within the range of the pattern vector; And
And a lighting implementer configured to control the lighting device with a control vector of the pattern vector when the environment vector matches the pattern vector.
상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 없는 경우, 상기 환경벡터를 포함하는 패턴벡터를 생성하고 학습시켜, 생성된 패턴벡터(이하 생성 패턴벡터)에 대응되는 제어벡터를 구하는 패턴학습부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
The system of claim 1,
If there is no pattern vector matching the environment vector, the pattern vector including the environment vector is generated and learned, and includes a pattern learning unit for obtaining a control vector corresponding to the generated pattern vector (hereinafter generated pattern vector) Pattern-based emotional lighting system, characterized in that.
상기 패턴학습부는 상기 생성 패턴벡터에 매칭되는 환경벡터와, 상기 환경벡터가 입력될 때의 상태벡터를 학습데이터로 이용하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
3. The method of claim 2,
And the pattern learning unit uses an environment vector matching the generated pattern vector and a state vector when the environment vector is input as learning data.
상기 패턴학습부는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 요소 범위를 나누어 상기 패턴벡터를 적어도 2개의 패턴벡터로 나누는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
3. The method of claim 2,
The pattern learning unit may have a pattern vector matching the environment vector, but if a state vector different from the control vector of the pattern vector is input, the pattern-based unit divides the element range into at least two pattern vectors. Emotional lighting system.
상기 패턴학습부는, 상기 환경벡터와 매칭되는 패턴벡터가 있으나 상기 패턴벡터의 제어벡터와 다른 상태벡터가 입력되면, 입력되는 상태벡터로 상기 패턴벡터를 학습시키는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
3. The method of claim 2,
The pattern learning unit, there is a pattern vector matching the environment vector, but if a state vector different from the control vector of the pattern vector, the pattern-based emotional lighting system, characterized in that for learning the pattern vector with the input state vector.
상기 환경벡터의 요소는 현재 시간, 지속시간, 소음 정도, 실내 온도, 거주자 위치, 움직임 상태 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴기반 감성조명 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The element of the environment vector is a pattern-based emotional lighting system comprising any one or more of the current time, duration, noise level, room temperature, occupant location, movement state.
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