KR101416574B1 - 스마트 조명 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

발명의 일 측면에 따른 스마트 조명 제어 장치는
깊이 영상을 획득할 수 있는 깊이 영상 획득부;
상기 깊이 영상으로부터 사람 영역을 검출하기 위한 사람 검출부;
상기 사람 검출부에서 검출된 사람영역의 사람검출 영상으로부터 실제 위치를 추정하기 위한 위치 검출부;
상기 사람 검출부 및 위치 검출부에서 검출된 신호를 입력받아 활동 모드를 선택하는 활동 모드 판단부;
상기 활동모드 판단부에서 선택된 활동 모드 신호를 입력받아 미리 저장된 조명데이터 중에서 상기 선택된 활동 모드에 적합한 조명데이터를 산출하여 조명 제어를 위한 조명데이터 신호를 생성하는 조명 제어 신호 생성부;
상기 조명 데이터 신호를 전송받아 조명장치에 조명을 제어하는 신호를 발생하는 조명 제어부;
를 포함하며,
상기 사람 검출부는 상기 깊이 영상으로부터 사람을 검출하기 위해 최대 깊이값과 상기 최대 깊이 값으로부터 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 상기 깊이 영상의 배경 영역 제거하는 수단
상기 제거된 배경 영역으로부터 나머지 영역들의 크기가 일정 크기 이상이면 물체 영역으로 설정하는 수단,
상기 물체 영역의 중심 좌표, 바운더리, 깊이 중 어느 하나 이상을 바탕으로 사람 영역의 정보를 검출하여 사람 영역으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 조명 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SMART LIGHTING CONTROL}

본 발명은 조명을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 사람 위치와 행동에 따라 적합한 조명 환경으로 조명을 제어하는 스마트 조명 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 LED가 보급되면서 조명에서의 에너지 절감에 대한 요구가 많아지고 있다.

LED는 기존 백열등이나 형광 조명보다 전력 소비가 적고 제어가 용이하다는 장점이 있기 때문에 LED 조명을 사용하여 에너지 절감을 실현하고, 사용자에게 편의성을 제공해 줄 수 있는 방법에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다.

한국 공개 특허 10-2010-0038535에는 조도센서, 재실 센서, 인체 감지 센서 등을 이용하고 이들 센서의 감지 신호 조합에 의해 조명장치를 제어하는 기술이 소개되고 있다.

종래의 기술에서는 각 위치별로 센서들을 장착하여 사용자의 재실 유무를 판단하고 있으므로 사무실 내에 위치 환경이 변화되면 이에 맞추어 센서 위치를 다시 변경하여야 한다.

따라서 실내 환경 변화에 대응하여 조명 대상의 동적 위치를 파악하여 조명을 효율적으로 제어할 수 있는 조명제어 시스템이 요구된다.

한국공개특허 제 10-2010-0038535

본 발명은 사람의 위치와 행동에 따라 활동 모드를 검출할 수 있는 수단과 검출된 활동 모드에 따라 조명을 효율적으로 제어할 수 있는 스마트 조명 제어 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 스마트 조명 제어 장치는

깊이 영상을 획득할 수 있는 깊이 영상 획득부;

상기 깊이 영상으로부터 사람 영역을 검출하기 위한 사람 검출부;

상기 사람 검출부에서 검출된 사람영역의 사람검출 영상으로부터 실제 위치를 추정하기 위한 위치 검출부;

상기 사람 검출부 및 위치 검출부에서 검출된 신호를 입력받아 활동 모드를 선택하는 활동 모드 판단부;

상기 활동모드 판단부에서 선택된 활동 모드 신호를 입력받아 미리 저장된 조명데이터 중에서 상기 선택된 활동 모드에 적합한 조명데이터를 산출하여 조명 제어를 위한 조명데이터 신호를 생성하는 조명 제어 신호 생성부;

상기 조명 데이터 신호를 전송받아 조명장치에 조명을 제어하는 신호를 발생하는 조명 제어부;

를 포함하며,

상기 사람 검출부는 상기 깊이 영상으로부터 사람을 검출하기 위해 최대 깊이값과 상기 최대 깊이 값으로부터 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 상기 깊이 영상의 배경 영역 제거하는 수단

상기 제거된 배경 영역으로부터 나머지 영역들의 크기가 일정 크기 이상이면 물체 영역으로 설정하는 수단,

상기 물체 영역의 중심 좌표, 바운더리, 깊이 중 어느 하나 이상을 바탕으로 사람 영역의 정보를 검출하여 사람 영역으로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 스마트 조명 제어 방법은,

깊이 영상 카메라로부터 깊이 영상을 획득하는 단계;

상기 획득된 깊이 영상으로부터 사람을 검출하기 위해 최대 깊이 값과 상기 최대 깊이 값으로부터 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 상기 깊이 영상의 배경 영역 제거하는 단계;

상기 제거된 배경 영역으로부터 나머지 영역들의 크기가 일정 크기 이상이면 물체 영역으로 설정하는 단계;

상기 물체 영역의 중심 좌표, 바운더리, 깊이 중 어느 하나 이상을 바탕으로 사람 영역의 정보를 검출하여 사람 영역으로 설정하고 사람 검출 영상을 검출하는 단계;

상기 깊이 영상의 사각형 꼭짓점의 좌표를 실제 공간 크기와 비례하여 지도 이미지 공간을 생성하고 상기 지도 이미지 공간상에서 상기 사람 검출 영상의 중심 좌표를 추출하는 단계;

상기 지도 이미지 공간상의 상기 사람 검출 영상의 중심좌표를 실제 공간상의 좌표로 변환하는 단계;

상기 실제 공간상의 좌표를 입력받아 활동 모드를 선택하는 단계;

상기 선택된 활동 모드 신호를 입력받아 미리 저장된 조명데이터 중에서 상기 선택된 활동 모드에 적합한 조명데이터를 산출하여 조명 제어를 위한 조명데이터 신호를 생성하는 단계;

상기 조명 데이터 신호를 전송받아 조명장치에 조명을 제어하는 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사람의 위치와 행동에 따라 미리 설정된 적합한 조명을 제공하게 되므로 자동으로 쾌적한 조명을 제공하면서 또한 불필요한 공의 조명을 줄임으로써, 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사람의 위치와 행동에 적합한 조명을 제공하므로 주어진 활동에 전념할 수 있는 편리성을 증진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 조명 제어 장치의 내부 구성에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 사람 검출부에서 사람 검출을 위한 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 위치 검출부에서 위치 검출을 위한 과정을 설명하기 위한 흐름도이다,
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 카메라 이미지를 지도 이미지 공간으로 투영하는 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 depth 카메라의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어장치를 실험하기 위한 데모공간을 도시한 것이다.
도 7은 배경을 제거한 사람 영역의 깊이 영상 이미지를 도시한 것이다.
도 8은 추적된 사람의 중심과 바운딩 박스(bounding box)이다.
도 9는 사람 영역을 추적하여 지도 이미지 공간으로 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소를 신호를 전송한다로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되어 신호를 전송할 수 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 신호를 전송할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 조명 제어 시스템의 전체 블록 도이다.

본 발명의 일 실시에에 따른 스마트 조명 제어 장치는 깊이(depth) 영상을 측정할 수 있는 깊이 측정 카메라를 포함하고 있는 제어 장치와 이를 바탕으로 사람의 위치와 행동을 추정하는 장치와 추정된 위치와 행동을 바탕으로 설정된 색온도, 색상, 조도를 제어할 수 있는 제어 신호를 발생하는 장치, 이를 바탕으로 제어되는 조명 장치를 포함함을 특징으로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 조명 제어 장치(10)는 깊이 영상 획득부(100), 사람 검출부(200), 위치 검출부(300), 활동 모드 판단부(400), 조명 제어 신호 생성부(500), 조명 제어부(600)를 포함한다.

깊이 영상 획득부(100)는 거리 또는 깊이(depth) 영상을 획득할 수 있는 장치를 포함 하는 장치로 스테레오 카메라를 이용한 disparity 영상 획득하는 장치 또는 TOF(Time of Fiight) 방식을 이용한 시간 차이를 측정해서 깊이 영상을 획득하는 장치, 특정한 빛 패턴을 방사하여 왜곡된 빛 패턴을 계산하여 깊이 영상을 획득하는 장치 등을 포함한다. 이러한 깊이 측정 카메라는 이미 개발된 키넥트(Kinect), bumblebee 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 disparity 영상, depth 영상, 거리 영상, 깊이 영상에 대한 용어를 깊이 영상으로 통일하여 정의된다.

깊이 영상 획득부(100)는 깊이 영상 카메라를 통하여 깊이 영상을 입력받아 사람 검출부(200)로 보내게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 깊이(depth) 카메라의 설치예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 깊이 영상을 위한 카메라(800)는 천장의 중앙 또는 공간을 커버할 수 있는 구역을 나누어 복수 장소에 설치될 수 있다.

천정에는 조명 제어부(600)에 의하여 제어되는 다수의 평면 조명장치(701, 702,....) 들이 설치된다.

사람 검출부(200)는 깊이 영상 획득부(100)에서 획득한 깊이 영상으로부터 사람을 검출하고, 검출한 정보를 위치 검출부로 전송한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 사람 검출 방법에 대한 블록도 이다.

도 2를 참조하면, 사람 검출부(200)는 사람 영역을 검출하기 위하여 깊이 영상 카메라로부터 깊이 영상을 획득한다(110).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 깊이 영상 값은 거리 값(m) 또는 그레이 픽셀 값으로 표시될 수 있다.

카메라로부터 입력된 depth 영상의 픽셀 값은 카메라와 물체의 거리에 비례하므로 본 발명의 일 실시예에서는 데이터베이스에 저장된 그레이 픽셀 대비 거리 값에 따라 거리로 환산하여 표시된다.

천장에 설치된 깊이 영상카메라에서 획득한 깊이 영상을 바탕으로 최대 깊이 값은 바닥면으로 볼 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 최대 깊이 값과 최대 깊이 값을 기준으로 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 입력된 깊이 영상에서 배경 영역을 제거하는 단계(211)를 수행한다.

본 발명의 일 실시예에서는 이동하는 사람의 머리 이미지를 식별하기 위하여 거리 1.5m에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 thresholding 하여 배경을 제거한다.

물체 영역 설정단계(212)에서는 남은 영역에 대해 각 영역의 크기가 일정 크기 이상이 되는 영상을 추출하며, 추출된 영상을 물체 영역으로 선정을 한다.

정보 검출 단계(230)에서는 물체 영역의 중심 좌표와 바운더리(boundary), 영역의 최소 깊이를 바탕으로 키를 추정하는 등 물체 영역의 정보를 검출하여 사람의 영역 범위 인지를 판단한다.

사람 영역 설정 단계(240)에서는 상기 정보 검출 단계에서 사람의 영역에 해당하는 물체의 중심 좌표에 대해서 일정 프레임 동안의 누적 이동량이 일정 값 이상이 되면 사람 영역으로 설정(240)으로 설정한다.

위치 검출부(300)는 사람 검출부(200)로부터 검출된 사람 영상을 전송받아 사람 위치 정보를 생성하게 되고, 이를 실제 위치로 변환하여 사람의 실제 위치를 추정하여 활동 모드 판단부(400)로 전송한다.

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 위치 검출부에서 위치 검출을 위한 과정을 설명하기 위한 흐름도이다,

위치 검출부(300)는 사람 검출부(200)로부터 검출된 사람 영상을 전송받아 사람 영상을 획득하는 단계(310)를 거쳐서 중심좌표를 추출(311)하게 된다.

본 발명의 일실시예에서는 고정되어 있는 카메라로부터 입력된 깊이 영상의 사각형 꼭짓점의 좌표를 실제 공간 크기와 비례하여 지도 이미지 공간을 생성하게 된다.

중심좌표 추출 단계(311)에서는 상기 사람 영상의 이미지 중심부를 지도 이미지 공간의 좌표로 추출한다.

상기 지도 이미지 공간으로 투시(perspectvie) 변환을 통해 실제 공간을 이미지 공간으로 투영하게 되며, 카메라의 설치 위치에 따라 입력된 영상 좌표를 실제 위치의 가상 좌표와 비교하여 좌표 보정(312)을 하게 된다.

중심좌표 추출과 좌표 보정 단계를 거쳐서 실제 대상이 위치한 공간 좌표로 변환하는 단계(313)를 수행한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 도 4와 같이 여러 대의 깊이 카메라를 배치하여 각 카메라가 지도 이미지 공간의 일부 영역(31, 32)으로 투시 변환을 하고 하나의 지도 이미지 공간으로부터 실제 공간을 이미지 공간(40)으로 투영할 수 있다.

즉, 위치 검출부(300)는 사람 검출부(200)로부터 전송받은 사람에 대한 정보 중 사람의 중심 좌표를 지도 이미지 공간으로 투시 변환을 통해 지도 이미지에서의 위치를 바탕으로 실제 위치를 변환하여 활동 모드 판단부(400)로 전송하게 된다.

활동 모드 판단부(400)는 위치 검출부로부터 검출한 사람의 실제 위치와 미리 설정된 활동 모드를 기반으로 하여 활동 모드를 선택하여 조명 제어 신호 생성부(500)로 전송한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 활동 모드 판단부는 위치 검출부로부터 검출한 사람의 실제 위치 등의 사람 활동 정보를 획득하는 수단과, 미리 설정된 위치에 따라 각 위치별 모드가 저장된 저장장치로부터 가능한 활동 모드 정보를 검색하여 정의하는 수단을 포함한다.

그리고 사람 활동 정보를 바탕으로 활동 모드를 선택하게 된다.

본 발명의 일실시예에서는 미리 정의된 위치에 소파, 테이블, 책상 등의 가구가 배치되어 있고, 각 가구마다 가능한 활동 모드를 정의하였다. 가령 소파에 앉아 있을 경우 휴식 모드, 두 사람 이상이 소파에 앉아 있을 경우 대화모드, 책상에 앉아 있을 경우 공부 모드, 이동하고 있을 경우에는 이동 모드 등으로 설정하였다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 사람의 키 정보를 바탕으로 이전 프레임의 이미지와 현재 프레임의 이미지에서 사람의 움직임이 감지될 때의 높이를 실제 키로 설정하고, 실제 키보다 일정 값 이상 작아지면서 움직임이 없을 때를 앉는 것으로 판단하여 업무모드 또는 휴식모드로 산정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 위치에 따른 설정을 효과적으로 수행하기 위한 방법 들을 제공한다.

예를 들면, 이미지 맵을 이용한 방법이다.

주어진 공간에 대한 이미지 맵에 대하여 설정하고자하는 행과 열의 개수를 입력하면 이를 바탕으로 균일한 크기의 격자모양의 그리드를 이미지 맵에 투영시키며, 개별 격자 및 다수의 격자를 선택한 후, 선택된 공간에 대하여 활동 모드 및 조명조건을 선택할 수 있는 인터페이스를 제공한다.

활동모드에 따른 조명 조건은 미리 제공되는 조명설정을 그대로 따르거나, 또는 각각의 활동모드에 대하여 한번 설정하게 되면, 이후에는 활동모드만 설정하면 그에 대한 조명이 자동으로 설정되어 보여주며, 필요한 경우에는 동일한 활동모드에서도 각각의 위치에 따라 추가적인 조정이 가능하다.

즉, 선택된 위치에 대한 활동 모드 및 조명조건으로 선택한 데이터는 수정하여 저장장치에 저장을 하는 수단을 구비하고, 상기 데이터가 저장된 이후에는 상기 위치 검출부에서 검출된 신호가 상기 저장된 위치와 동일한 위치라고 판단되면, 최종적으로 저장된 활동모드 및 조명조건을 적용하도록 제어할 수 있다.

활동 모드를 설정하는 또 다른 방법은 검출된 사람의 위치를 바탕으로 한 것일 수 있다.

이는 행과 열의 개수를 바탕으로 조명 설정에 대한 해상도를 설정한 후, 사람이 이동하면서, 특정한 공간에서 원격조명 제어 장치를 이용하여 조명을 제어하게 되면, 주어진 공간에서의 변경된 조명을 주어진 공간의 활동모드 및 그에 따른 조명 제어로 설정하도록 저장할 수 있다.

이러한 위치 추적 결과를 바탕으로 한 활동모드 설정은 사용자의 선호를 바탕에 둔 개인화된 조명 제어가 가능하다. 공간에 다수의 사람이 있는 경우에 대해서도 다중 사람 검출을 기반으로 동일하게 설정할 수 있다. 이때, 조명 설정 원격 장치를 가진 사람의 조명 제어가 마스트 조명 제어 역할을 하게 된다.

사람이 해당 가구의 위치에 도달하고 앉았을 때 활동 모드 검출부는 해당 가구에서 가능한 활동 모드를 선택하여 조명 제어 신호 생성부(500)로 전송하게 된다. 여기에서 사람이 앉는 것을 감지하기 위해 사람의 키 정보를 바탕으로 이전 프레임의 이미지와 현재 프레임의 이미지에서 사람의 움직임이 감지될 때의 높이를 실제 키로 설정하고, 실제 키보다 일정 값 이상 작아지면서 움직임이 없을 때를 앉는 것으로 판단한다.

조명 제어 신호 생성부(500)는 활동 모드 검출부로부터 검출한 활동 모드와 사람의 위치를 기반으로 하여 미리 설정되어 있는 적합한 조명 데이터를 추출하여 조명 제어 신호를 생성하여 조명 제어부로 전송한다.

가령 활동 모드가 이동 모드일 경우에 사람이 위치하고 있는 곳의 가장 가까운 조명을 켜거나 조절할 수 있으며 사람이 없는 영역의 조명은 끄도록 제어신호를 생성할 수 있다.

공부 모드일 경우에는 공부를 하기에 적합한 5000~7000K의 색온도와 600 ~ 1000lx 의 조도를 제공할 수 있도록 제어신호를 생성하게 된다.

또한, 휴식 모드일 경우엔 4000 ~ 6000K의 색온도와 400 ~ 600lx 의 조도를 제공할 수 있도록 제어신호를 생성한다.

본 발명의 일실시예에서는 조명 제어 신호를 생성하기 위해 RS485기반의 DMX512를 사용하였으며, DMX512의 제어 장치를 제어하기 위한 신호를 주어진 프로토콜에 맞추어 생성하였다. 하지만, DMX512 외에 Zigbee 및 Bluetooth, 무선 랜 등의 다른 통신 방법 및 프로토콜을 사용하는 것도 포함된다.

조명 제어부(600)는 조명 제어 신호 생성부로부터 전송받은 조명 제어 신호를 바탕으로 조명을 제어하게 되며, PWM, 가변저항 등을 이용하여 색온도나 조도, 색상 등을 제어하게 된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어장치를 실험하기 위한 데모공간을 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 대한 제어장치를 일반적인 거실에서의 스마트 조명의 적용 방법을 위해 데모 룸을 만들고, 위치에 따른 4가지 활동 모드(이동, 학습, 대화, TV 시청)를 가정하였다.

실험을 위한 데모 룸은 34.53의 체적에서 천장에는 6개의 컬러 LED 평판 등(52)을 설치하였으며, 인체 감지 및 추적을 위해 두 개의 depth 카메라(51)를 천장에 설치하였다.

또한, 룸 안에는 활동 모드를 위해 TV(53)와 소파(54), 테이블(55), 책상(56)을 설치하고, 실험을 위한 설정으로는, 사람이 책상 위치에 있으면 공부 모드, TV에 대향하여 소파 위치에 앉아 있으면 TV 시청 모드, 두 사람이 소파의 서로 맞은 편 위치해 있으면 대화 모드, 그 외에는 이동 모드로 설정하였다.

사람의 위치를 검출하기 위해 depth 카메라를 이용하였으며, 카메라는 천장에 설치하였다.

3미터 높이에서 실험에서 사용한 카메라가 촬영할 수 있는 영역은 약 32이며, 두 개의 depth 카메라를 배치하여 인체 감지 및 추적을 하도록 하였다.

이동하는 사람의 머리 영역을 추적하기 위하여 바닥으로부터 1.5m에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 thresholding 하여 배경을 제거하였다.

도 7은 배경을 제거한 사람 영역의 깊이 영상 이미지를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에서는 사람 영역(61)을 검출한 후, connected component를 검출하여 각 component의 중심을 통해 영상 내에서 사람의 위치를 추정하게 된다.

도 8은 추적된 사람의 중심(62)과 바운딩 박스(63 bounding box)이다.

영상 내에서 구한 사람의 위치를 통해 조명을 제어하기 위해 300 × 450 픽셀의 지도 이미지를 생성하고 영상에서 구한 사람의 위치를 지도 이미지로 perspective transform을 하여 실제 위치를 추정하였다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 사람 영역을 추적하여 지도 이미지 공간으로 도시한 것이다.

도 9를 참조하면, 이동점(72)은 estimation한 좌표이다. 일 실시예에서는 검출된 좌표에 근거하여 사람의 이동 결로를 추적할 수 있으며, 이동 패턴에 따라 할동 모드를 선택할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 도 9와 같이 지도 이미지 공간을 16개의 셀로 나누어 각 셀에서 가능한 동작 모드를 정의하고, 사람의 위치에 따라 행동 모드를 구분할 수 있도록 설정하였다.

실험된 예에서는, 16번 위치에 책상 영역으로, 사람이 16번 위치에 들어가면 이동 모드에서 공부 모드로 조명을 전환하도록 설정하여 제어하도록 하였고, 6, 7번 위치에 소파를 두고 한 사람이 들어가면 TV 시청 모드, 두 사람 이상이 들어가면 대화 모드로 전환되도록 설정하였다.

천장에 설치한 6개의 컬러 LED 평판 등은 색, 색온도, 조도를 제어할 수 있으며, DMX512 프로토콜을 사용하여 설정된 값으로 자동으로 제어를 수행하도록 하였다.

대화 모드에서의 평균 조도는 400lx로 설정해 놓았고, 사람이 해당 위치로 이동할 때마다 각 활동 모드에 적합한 조명을 제공하기 위해 다음과 같이 조명을 설정하여 실제 설정된 조명 색온도로 제어할 수 있었다.

상기 실험예에서 제어된 형태로는

이동 모드일 때는 사람이 있는 위치에서 가장 가까운 조명을 6500K의 색온도로 추적하여 이동 제어되었다.

사람이 책상이 있는 위치에 있을 때는 설정된 학습모드로 판단하여 해당 조명과 그 주변 조명을 7000K의 색온도로 제어되었다.

두 명 이상의 사람이 테이블이 있는 위치에 있는 것으로 검출되었을 경우는 설정된 대화 모드 로 전환하여 해당 조명과 그 주변 조명을 5000K의 색온도로 제어되었다.

사람이 TV에 대향하여 소파 위치에 앉아 있을 때는 설정된 TV 시청 모드로 전환하여 입력 영상으로부터 TV의 주성분 색을 검출하여 조명을 TV의 주성분 색으로 변하도록 제어되었다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 스마트 조명 제어 장치
51, 800: depth 카메라
52, 701, 702, 703, 704: 평면 조명장치
53: TV
54: 소파
55: 테이블
56: 책상
100: 깊이 영상 획득부
200: 사람 검출부
300: 위치 검출부
400: 활동 모드 판단부
500: 조명 제어 신호 생성부
600: 조명 제어부

Claims (9)

1. 깊이 영상을 획득할 수 있는 깊이 영상 획득부;
   상기 깊이 영상으로부터 사람 영역을 검출하기 위한 사람 검출부;
   상기 사람 검출부에서 검출된 사람영역의 사람검출 영상으로부터 실제 위치를 추정하기 위한 위치 검출부;
   상기 사람 검출부 및 위치 검출부에서 검출된 신호를 입력받아 활동 모드를 선택하는 활동 모드 판단부;
   상기 활동모드 판단부에서 선택된 활동 모드 신호를 입력받아 미리 저장된 조명데이터 중에서 상기 선택된 활동 모드에 적합한 조명데이터를 산출하여 조명 제어를 위한 조명데이터 신호를 생성하는 조명 제어 신호 생성부;
   상기 조명 데이터 신호를 전송받아 조명장치에 조명을 제어하는 신호를 발생하는 조명 제어부;
   를 포함하며,
   상기 사람 검출부는 상기 깊이 영상으로부터 사람을 검출하기 위해 최대 깊이 값과 상기 최대 깊이 값으로부터 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 상기 깊이 영상의 배경 영역 제거하는 수단,
   상기 제거된 배경 영역으로부터 나머지 영역들의 크기가 일정 크기 이상이면 물체 영역으로 설정하는 수단,
   상기 물체 영역의 중심 좌표, 바운더리, 깊이 중 어느 하나 이상을 바탕으로 사람 영역의 정보를 검출하여 사람 영역으로 설정하는 수단 및
   상기 물체 영역 중 일정 프레임 동안 누적 이동량이 일정 값 이상이 되면 사람 영역으로 설정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서
   상기 위치 검출부는
   상기 깊이 영상의 사각형 꼭짓점의 좌표를 실제 공간 크기와 비례하여 지도 이미지 공간을 생성하고 상기 지도 이미지 공간상에서 상기 사람검출 영상의 중심 좌표를 추출하는 수단;
   상기 지도 이미지 공간상의 중심좌표를 실제 공간상의 좌표로 변환하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 위치 검출부는 상기 이미지 공간에서의 좌표와 실제위치의 좌표의 오차를 보정하는 좌표 보정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
5. 제1항에 있어서
   상기 활동모드 판단부는
   사람의 키 정보를 바탕으로 이전 프레임의 이미지와 현재 프레임의 이미지에서 사람의 움직임이 감지될 때의 높이를 실제 키로 설정하고, 실제 키보다 일정 값 이상 작아지면서 움직임이 없을 때를 앉는 것으로 판단하여 업무모드 또는 휴식모드로 판단하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
6. 제1항에 있어서
   상기 조명 제어 신호 생성부는
   상기 활동모드 판단부에서 판단된 활동 모드 신호 및 상기 위치 검출부에서 검출된 위치에 따라 미리 설정된 적합한 조명 데이터를 추출하여 조명 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
7. 제1항에 있어서
   상기 활동모드 판단부는
   주어진 공간에 대한 이미지 맵에 대하여 설정하고자하는 행과 열의 개수를 입력하면 이를 바탕으로 균일한 크기의 격자모양의 그리드를 이미지 맵에 투영시키는 수단과,
   상기 격자모양의 그리드 중 상기 위치 검출부에서 검출된 신호에 따라 개별 격자 또는 다수의 격자를 선택한 후, 선택된 위치에 대하여 활동 모드 및 조명조건을 선택할 수 있는 인터페이스를 제공하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
8. 제7항에 있어서
   상기 선택된 위치에 대한 활동 모드 및 조명조건으로 선택한 데이터는 저장장치에 저장을 하는 수단과
   상기 데이터가 저장된 이후에는 상기 위치 검출부에서 검출된 신호가 상기 저장된 위치와 동일한 위치라고 판단되면 상기 저장된 활동모드 및 조명조건을 적용하도록 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 조명 제어 장치
   
9. 깊이 영상 카메라로부터 깊이 영상을 획득하는 단계;
   상기 획득된 깊이 영상으로부터 사람을 검출하기 위해 최대 깊이 값과 상기 최대 깊이 값으로부터 일정 범위의 값까지를 배경으로 설정하여 상기 깊이 영상의 배경 영역 제거하는 단계;
   상기 제거된 배경 영역으로부터 나머지 영역들의 크기가 일정 크기 이상이면 물체 영역으로 설정하는 단계;
   상기 물체 영역의 중심 좌표, 바운더리, 깊이 중 어느 하나 이상을 바탕으로 사람 영역의 정보를 검출하여 사람 영역으로 설정하고 사람 검출 영상을 검출하는 단계;
   상기 깊이 영상의 사각형 꼭짓점의 좌표를 실제 공간 크기와 비례하여 지도 이미지 공간을 생성하고 상기 지도 이미지 공간상에서 상기 사람 검출 영상의 중심 좌표를 추출하는 단계;
   상기 지도 이미지 공간상의 상기 사람 검출 영상의 중심좌표를 실제 공간상의 좌표로 변환하는 단계;
   상기 실제 공간상의 좌표를 입력받아 활동 모드를 선택하는 단계;
   상기 선택된 활동 모드 신호를 입력받아 미리 저장된 조명데이터 중에서 상기 선택된 활동 모드에 적합한 조명데이터를 산출하여 조명 제어를 위한 조명데이터 신호를 생성하는 단계;
   상기 조명 데이터 신호를 전송받아 조명장치에 조명을 제어하는 신호를 발생하는 단계; 를 포함하는 스마트 조명 제어 방법

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