KR101786614B1 - 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외곽 지역에 설치된 차도와 인도 양측으로 향하는 양방향 가로등에 대하여, 도플러 센서를 이용하여 이동 물체(차량, 사람 또는 동물)을 감지함에 따라 진행 방향에 따른 가로등의 순차적 점등을 제어하고, 교차로에서 누적 통행량(차량통행량)의 확률 분포에 따라 밝기 조절 또는 점등 거리를 조절하여, 누적 데이터(차량통행량)에 따른 확률 기반으로 가로등의 점등을 제어함으로써 에너지 절약을 도모할 수 있는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.

Description

도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING STREET LIGHTS SEQUENTIALLY USING DOPPLER SENSOR AND A METHOD THEREOF}
본 발명은 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외곽 지역에 설치된 차도와 인도 양측으로 향하는 양방향 가로등에 대하여, 도플러 센서를 이용하여 이동 물체(차량, 사람 또는 동물)을 감지함에 따라 진행 방향에 따른 가로등의 순차적 점등을 제어하고, 교차로에서 누적 통행량(차량통행량)의 확률 분포에 따라 밝기 조절 또는 점등 거리를 조절하여, 누적 데이터(차량통행량)에 따른 확률 기반으로 가로등의 점등을 제어함으로써 에너지 절약을 도모할 수 있는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 야간에 차량의 주행이나 보행자의 통행시 운전자나 보행자의 시야확보를 위해서 또는 도시경관 등을 위해서 도로나 인도에 가로등이 설치된다. 이와 같은 가로등은 일정간격으로 이격 설치되어 도로나 인도를 지속적으로 조명하게 되는데, 종래 가로등은 고압 수은등, 형광등, 나트륨등 또는 백열등과 같은 조명등을 광원으로 사용하였으나, 이와 같은 광원은 전력소모가 커서 최근에는 전력소모가 적고 고휘도를 발생시키며 반영구적으로 사용이 가능한 LED를 광원으로 하는 가로등이 개발되고 있다.
그러나, 산업계에서는 단순히 종래의 가로등이나 보안등을 LED로 교체하는 것에 그치지 않고, 가로등이나 보안등에 정보통신 기술을 적용하는 다양한 연구가 이뤄지고 있다.
대한민국 공개특허 제2013-0120326호(지능형 가로등 시스템)에는, 가로등에 CCTV 및 도로 노면 관찰 센서를 장착하여 도로 및 도로기반 시설물에 대한 영상 및 도로 노면 정보를 수집하여, PLC, Zigbee, Bluetooth, Wifi 무선 LAN, RFID 등의 네트워크를 통하여 관제센터로 전송하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 선행특허의 경우, 가로등에 장착된 CCTV 및 도로 노면 관찰 센서를 통해 취득한 정보를 무선네트워크를 통해 관제센터로 전송하는 구성인 바, 고비용의 시설물을 설치하고도 단방향 정보수집에 그치고 있다.
한편, 대한민국 등록특허 10-1450038에는, 가로등 또는 보안등을 포함하는 등주에 구비되어 기 설정된 반경에 위치한 시민의 군집수 또는 시간대별로 기 설정된 조도데이터와 부합하도록 LED를 점등시키는 LED점등부, 가로등 또는 보안등을 포함하는 등주에 구비되어 내장된 와이파이(Wi-Fi) 모듈을 활성화시켜 기 설정된 와이파이 존에 위치한 사용자 단말기에 대한 무선인터넷 서비스를 제공하는 무선통신부 및 긴급 상황을 포함하는 텍스트 또는 음성을 포함하는 긴급방송정보를 무선 통신부와 접속된 사용자 단말기로 전송하는 방송서버를 포함하는 와이파이 방송기능이 내장된 스마트 LED 조명 시스템에 대하여 개시하고 있다.
즉, LED 조명 시스템에 와아파이 모듈을 추가로 구비하여 사용자 단말에 무선인터넷 서비스를 제공하고 조도에 따라 LED 조명을 점등시킬 수 있는 방법을 개시하고 있다.
엘이디(LED)가 가로등의 조명 수단으로 사용되는 경우 전력의 공급은 외부 전원으로부터 공급될 수 있다. 그러나 일반적으로 가로등은 지면으로부터 일정 높이에 설치되므로 가로등의 사용에 요구되는 전력의 전부 또는 일부는 태양전지 모듈에 의하여 공급되는 방법도 에너지 저감을 위하여 개발되고 있다.
다른 한편으로 주택지구 도로, 외곽 도로 또는 공원과 같은 장소에 설치되는 가로등은 통행이 항상 발생하는 것이 아니므로 야간에 항상 켜질 필요가 없다. 그러므로 통행이 이루어지는 경우에만 켜지는 것이 전력 소비의 감소 관점에서 유리할 수 있다.
선행기술에서 개시된 가로등 시스템은 통행의 탐지 및 전력의 관리에 대하여 개시하고 있지 아니하다. 가로등의 제어는 통행을 탐지하여 자동으로 점등 및 소등이 제어되는 한편 전력이 절감될 수 있도록 설치되고 관리되는 것이 요구된다.
한국공개특허 [10-2013-0120326] (공개일자: 2013. 11. 04) 한국등록특허 [10-1450038] (등록일자: 2014. 10. 06)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 외곽 지역에 설치된 차도와 인도 양측으로 향하는 양방향 가로등에 대하여, 도플러 센서를 이용하여 이동 물체(차량, 사람 또는 동물)을 감지함에 따라 진행 방향에 따른 가로등의 순차적 점등을 제어하고, 교차로에서 누적 통행량(차량통행량)의 확률 분포에 따라 밝기 조절 또는 점등 거리를 조절하여, 누적 데이터(차량통행량)에 따른 확률 기반으로 가로등의 점등을 제어함으로써 에너지 절약을 도모할 수 있는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템에 있어서, 도플러 센서를 구비하고, 상기 도플러 센서의 감지 신호에 따라 조명부가 제어되는 가로등 장치(310, 330, 340, 350); 및 상기 가로등 장치로부터 이동체 감지 데이터를 전달받아 이를 분석하여 가로등의 점등 제어 신호를 상기 가로등 장치로 전송하기 위한 가로등 관리 서버(320)를 포함하고, 상기 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는, 디밍 제어가 가능하고, 차도 및 인도 양 측으로 별도의 발광원이 구비된 상기 조명부(311); 차도 및 인도 양 측에 구비되어 도플러 효과에 따른 감지 신호를 출력하는 도플러 센서부(312); 상기 도플러 센서부로부터 전달받은 상기 감지 신호에 따라 가로등 식별번호 및 이동체 감지 신호를 포함하는 이동체 감지 데이터를 생성하고, 상기 도플러 센서부로부터 전달받은 상기 감지 신호 및 상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라, 상기 조명부의 점등 및 디밍을 제어하기 위한 제어부(314); 및 상기 이동체 감지 데이터를 상기 가로등 관리 서버(320)로 전송하고, 상기 가로등 관리 서버로부터 상기 점등 제어 신호를 수신하기 위한 통신부(415)를 포함하고, 상기 가로등 관리 서버(320)는, 상기 가로등 장치로부터 상기 이동체 감지 데이터를 수신하고, 해당 가로등 장치로 상기 점등 제어 신호를 전송하기 위한 송수신부(321); 상기 송수신부를 통해 상기 가로등 장치로부터 수신한 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여, 상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치에 따른 상기 점등 제어 신호를 생성하기 위한 점등제어부(322); 상기 가로등 장치로부터 전달받은 상기 이동체 감지 데이터를 저장하는 저장부(323); 및 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여 상기 점등제어부에서 상기 점등 제어 신호를 생성하는데 이용되는 기준값 및 변수를 업데이트하는 분석부(324)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법에 있어서, 디밍 제어가 가능하고, 차도 및 인도 양 측으로 별도의 발광원이 구비된 조명부 및 차도 및 인도 양 측에 도플러 센서부를 구비한 가로등 장치가 상기 도플러 센서부의 출력값에 따라 이동체를 감지하는 단계(S610); 상기 가로등 장치가 이동체 감지 신호 및 가로등 식별 번호 등을 포함하는 이동체 감지 데이터를 가로등 관리 서버로 전송하는 단계(S620); 상기 가로등 관리 서버가 상기 가로등 장치로부터 전달받은 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치에 따른 점등 제어 신호를 생성하는 제어신호생성단계(S630); 상기 점등 제어 신호를 상기 가로등 장치로 전송하는 단계(S640); 상기 가로등 장치가 상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라 상기 조명부를 제어하는 제1 조명부 제어 단계(S650); 및 상기 가로등 장치가 상기 도플러 센서부로부터 출력되는 감지 신호에 따라 자체적으로 상기 조명부를 제어하는 제 2 조명부 제어 단계(S660)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 외곽 지역에 설치된 차도와 인도 양측으로 향하는 양방향 가로등에 대하여, 도플러 센서를 이용하여 이동 물체(차량, 사람 또는 동물)을 감지함에 따라 진행 방향에 따른 가로등의 순차적 점등을 제어하고, 교차로에서 누적 통행량(차량통행량)의 확률 분포에 따라 밝기 조절 또는 점등 거리를 조절하여, 누적 데이터(차량통행량)에 따른 확률 기반으로 가로등의 점등을 제어함으로써 에너지 절약을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 이동물체(차량, 사람 또는 동물) 감지와 감지된 물체의 이동 속도에 따라 가로등의 밝기를 제어할 수 있으므로, 종래의 물체의 존재 여부와는 무관하게 정해진 시간 동안 항상 가로등 밝기로 점등되어 발생하는 에너지의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 외곽 지역에 설치된 가로등 주변을 지나가는 동물들의 움직임을 감지하여 차도 측 조명부의 밝기를 제어할 수 있으므로, 로드 킬을 예방할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 인적이 없거나 차량 통행이 없는 한밤중에는 대부분의 가로등이 밝은 상태로 제어되므로, 야간에 가로등의 점등으로 주변 밝기가 너무 밝아 가로등 근처 농작물의 생장점에 악영향을 끼치는 문제를 해소하여, 농작물의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 가로등의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 이용되는 도플러 센서의 일 실시예 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템의 일 실시예 구성도.
도 4는 본 발명에 따라 일반 도로에서의 가로등 점등 제어 방법의 일 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따라 교차로에서의 가로등 점등 제어 방법의 일 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법에 대한 일 실시예 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명에서는, 마이크로파 도플러 레이더 센서를 간략히, "도플러 센서"라고 기재하였다.
도 1은 본 발명에 적용되는 가로등의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 가로등(10)은, 가로등 주 상에 차도 측 및 인도 측 각각에 조명부를 구비하고 있으며, 차도 및 인도 측에 각각 도플러 센서(미도시)를 구비하여 차도 측 및 인도 측의 이동물체의 움직임을 감지한다. 여기서, 이동물체는 차량(20), 사람(30) 또는 동물(40)이 될 수 있다.
상기 차도 측에 구비된 도플러 센서의 용량은 인도 측에 구비된 도플러 센서의 용량 보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하며, 그에 따라 차도 측에 구비된 도플러 센서는 고속의 차량에 대해서 먼 거리에 떨어져 있어도 감지가 가능하다.
일반적으로, 마이크로파 도플러 레이더 센서는 도플러 효과를 응용한 센서를 말하는데, 이동물체의 속도 및 크기 계측에 사용된다.
도플러 효과는 파동을 발생시키는 파원과 그 파동을 관측하는 관측자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 발생하는 효과로, 파원과 관측자 사이의 거리가 좁아질 때에는 파동의 주파수가 더 높게, 거리가 멀어질 때에는 파동의 주파수가 더 낮게 관측되고, 물체의 크기가 클수록 더 강한 신호의 크기로 관측되는 현상이다.
마이크로파 도플러 레이더 센서는 이동물체의 정보를 감지하기 위한 신호를 송신 안테나를 통해 이동물체를 향해 송신하고, 상기 송신된 신호가 이동물체에 반사되어 변조된 신호를 수신 안테나가 수신한다. 도플러 효과에 따른 상기 수신한 변조신호와 송신신호와 관계를 이용하여 이동물체의 속도와 같은 정보를 감지할 수 있다.
마이크로파 도플러 레이더 센서는 자신이 발송한 마이크로파가 반사되는 것을 직접 수신하여 주파수를 비교하기 때문에 기존의 수동 적외선 센서(PIR : Passive Infrared Sensor)의 문제점을 완전히 극복한다. 마이크로파 도플러 레이더 센서는 대부분의 주위 환경에 둔감하여 주변 온도, 먼지의 적층 여부, 때나 주변 잡음에 대하여 잘 동작한다. 마이크로파 도플러 레이더 센서는 빛, 먼지, 대기 온도와 같은 자연적인 요소에 영향을 거의 받지 않으므로 현재 고려중인 PIR 센서보다는 오작동이 크게 낮아 좀 더 효율성이 있다.
도 2는 본 발명에 이용되는 도플러 센서의 일 실시예 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 도플러 센서는 신호 발진부(210), 안테나부(220), 신호 합성부(230), 및 신호 증폭부(240)를 포함한다.
상기 신호 발진부(210)는 이동물체의 움직임을 감지하기 위한 신호를 생성한다. 상기 신호 발진부(210)는 이동물체의 움직임을 감지하기 위한 기준이 되는 신호를 생성한다. 상기 신호 발진부(210)가 생성하는 신호는 초고주파 신호일 수 있으며, 동작 주파수 범위에 따른 초고주파 신호를 발진시키는 능동소자로 이루어질 수 있다. 상기 신호 발진부(210)는 전압제어발진기(VCO)를 이용할 수 있으며, 상기 능동소자로 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT, High Electron Mobility Transistor)를 이용할 수도 있다.
상기 안테나부(220)는 상기 신호 발진부(210)에서 생성된 신호를 송신하고, 반사된 신호를 수신한다. 상기 안테나부(220)는 상기 신호 발진부(210)에서 생성된 신호를 이동물체가 있는 공간으로 송신하고, 상기 송신된 신호가 상기 이동물체에 반사되면, 상기 반사된 신호를 수신한다.
상기 안테나부(220)는 상기 신호 발진부(210)에서 생성된 신호를 송신하는 제 1 안테나, 및 상기 제 1 안테나에서 송신된 신호가 상기 이동물체의 움직임에 따라 반사되는 신호를 수신하는 제 2 안테나를 포함할 수 있다.
중심주파수(fs)를 갖는 송신된 신호는 상기 제 1 안테나를 통해 이동물체를 향해 송신되고, 상기 송신된 신호는 상기 이동물체에 반사됨으로서 변조주파수(fr)을 갖는 신호로 변조되고, 상기 변조된 신호를 상기 제 2 안테나가 수신한다.
상기 신호 합성부(230)는 상기 수신한 신호와 신호 발진부(210)가 생성한 신호를 주파수 합성한다. 상기 신호 합성부(230)는 도플러 효과에 따른 이동물체의 정보를 판단할 수 있는 형태의 신호를 생성하기 위하여, 상기 안테나부(220)가 수신한 신호와 상기 신호 발진부(210)가 생성한 신호를 주파수 합성한다. 상기 안테나부(220)가 수신한 신호 및 상기 신호 발진부(210)가 생성한 신호와의 관계를 이용하여 이동물체의 속도 등 정보를 판단할 수 있다.
상기 신호 합성부(230)는 신호 발진부(210)가 생성한 중심주파수 신호와 상기 안테나부가 수신한 변조주파수를 합성할 수 있다. 상기 합성된 신호는 수십 Hz를 갖는 기저 대역의 신호일 수 있으며, 중심주파수 신호 및 변조주파수 정보를 포함할 수 있다.
도플러 효과에 의해 변조된 주파수의 크기는 다음 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017021546628-pat00001
여기서, fr은 수신 주파수, fs은 송신 주파수, v는 이동물체의 속도, c는 빛의 속도이다.
초고주파 fs신호를 송신한 후, 속도 v를 갖는 이동물체에 의해 신호가 변조된 반사파로부터 fr신호를 감지함으로써, 도플러 효과에 의해 초고주파 반사체인 이동물체가 송신 안테나인 제 2 안테나로부터 가까워지거나 멀어지면 그 속도에 비례하여 반사파의 주파수가 변한다는 원리를 이용하여 변조된 주파수를 감지할 수 있다.
신호 증폭부(240)는 신호 합성부(230)로부터 합성되어 출력된 기저대역 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 증폭한다.
또한, 신호 발진부(210), 신호 합성부(230), 또는 신호 증폭부(240)에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템의 일 실시예 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템은, 통신 네트워크를 통하여 외부의 서버(가로등 관리 서버(320))와 연결된 제 1 가로등 장치(310), 제 2 가로등 장치(330), 제3 가로등 장치(340) 및 제 N 가로등 장치(350), 및 가로등 관리 서버(320)를 포함한다. 상기 본 발명에 따른 가로등 점등 제어 시스템은 날씨 정보 또는 재난 정보를 송신하는 외부 서버(360)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 통신 네트워크는 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서 말하는 통신 네트워크는 공지의 인터넷(Internet)일 수 있다.
상기 외부 서버(360)는 기상청, 소방방재청, 경찰청, 산림청 등과 연계된 데이터 서버를 포함하며, 날씨 정보 및 재난재해 관련 정보를 상기 가로등 관리 서버(320)로 송신할 수 있다.
상기 기상청 서버로부터 지역별로 지진, 해일, 태풍, 집중호우, 폭염, 폭설 또는 한파 중에 어느 하나를 포함하는 재난정보를 수신할 수 있고, 상기 소방방재청 서버로부터 화재정보를 수신할 수 있으며, 상기 경찰청 서버로부터 지역별 범죄발생 현황, 성폭력 범죄자 또는 수배자 중에 어느 하나를 포함하는 범죄정보를 수신할 수 있다.
이때 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는 재난 재해의 특성(강우량, 풍속, 침수 등)에 따라 이에 적합한 가로등의 점등 제어 신호(예를 들어, 특정 시간에 모든 가로등을 점등 또는 점멸, 가로등의 밝기를 더 밝게 제어)를 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 수신 받아 가로등의 조명부(311)를 통해 제공할 수 있다. 또한, 예를 들어, 안개가 짙다는 날씨 정보를 수신한 가로등 관리 서버(320)는 날씨가 맑은 경우보다 긴 점등 구간을 가지도록 점등 제어 신호를 생성하여 가로등 장치(310, 330, 340, 350)로 전송할 수도 있다.
상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는, 조명부(311), 도플러 센서부(312), 제어부(314), 통신부(315)를 포함한다. 또한, 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는, 속도감지부(313) 및 전원 공급부(316)를 더 포함할 수 있다.
상기 조명부(311)는 디밍 제어가 가능하고, 차도 및 인도 양 측으로 별도의 구분된 발광원이 구비된다. 디밍이란, 발광원의 밝기가 점점 어두워지는 기능을 말한다. 조명부의 점등이 필요 없는 경우에 조명을 바로 오프(Off)하면, 주위 환경이 어두운 상황에서 차량 운전자는 무서움을 느낄 수 있다. 따라서, 조명부의 점등이 필요 없는 경우(예를 들어, 이동물체가 지나가고 나서 기설정된 시간이 이후), 디밍 제어를 통해 조명부가 시간에 따라 밝기가 어두워지면서 오프되도록 한다.
상기 도플러 센서부(312)는 차도 및 인도 양 측에 구비되어 도플러 효과에 따른 감지 신호를 출력한다. 더 상세하게는, 도플러 센서부(312)는
차도 측에 구비되어 이동물체(차량, 사람, 동물)를 감지하는 차도 감지센서(3121), 및 인도 측에 구비되어 이동물체(사람, 동물)를 감지하는 인도 감지센서(3122)를 포함한다. 한편, 상기 차도 감지센서(3121)는 차량의 진행방향에 대향하도록 설치되고, 상기 차도 감지센서(3121)의 용량이 상기 인도 감지센서(3122)의 용량보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 속도감지부(313)는 상기 차도 감지센서(3121)로부터 전달받은 감지 신호로부터 차량의 이동 속도를 계산하여, 상기 차량 이동 속도를 상기 제어부(314)로 전달할 수 있다.
상기 제어부(314)는 상기 도플러 센서부(312)로부터 전달받은 감지 신호 및 가로등 관리 서버(320)로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라, 상기 조명부(311)의 점등 및 디밍을 제어한다.
상세하게는, 상기 제어부(314)는 상기 도플러 센서부(312)로부터 전달받은 감지 신호 및 해당 가로등의 식별 번호를 포함하는 이동체 감지 데이터 또는 상기 도플러 센서부(312)로부터 전달받은 감지 신호, 상기 속도감지부(313)로부터 전달받은 차량의 속도 정보 및 해당 가로등의 식별 번호를 포함하는 이동체 감지 데이터를 상기 통신부(314)를 통해 상기 가로등 관리 서버(320)로 전달하도록 하고, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 기반하여 조명부(311)의 점등 및 디밍을 제어한다.
또한, 상기 제어부(314)는 상기 도플러 센서부(312)로부터 전달받은 상기 감지 신호에 따라 자체적으로 조명부(311)의 점등 및 디밍을 제어한다.
이때, 상기 제어부(314)는 가로등 관리 서버(320)로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호 및 자체적 제어 신호를 모두 만족하도록 논리합(OR)연산을 통해 상기 조명부(311)를 제어할 수 있다.
상기 통신부(315)는 상기 제어부(314)의 제어에 따라, 가로등 식별번호(아이디) 및 도플러 감지 신호를 포함하는 이동체 감지 데이터 또는 가로등 식별번호(아이디), 도플러 감지 신호 및 차량 속도 정보를 포함하는 이동체 감지 데이터를 상기 가로등 관리 서버(320)로 전송하고, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 상기 점등 제어 신호를 수신한다.
한편, 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는 상기 각 구성요소에 전원을 공급해주기 위한 전원공급부(316)를 포함한다. 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는 태양 전지 모듈(미도시)을 통해 전원을 공급받아 구동될 수도 있다. 상기 조명부(311)가 태양 전지 모듈을 통해 전원을 공급받아 구동되면, 정전시에도 가로등들은 구동될 수 있으므로, 비상 상황시에도 안전을 위해 가로등 점등이 가능한 장점이 있다.
도면에는 도시지 않았지만, 상기 조명부(311)의 점등 및 디밍 제어를 위한 제어값, 및 해당 가로등의 식별번호 등은 별도의 저장부를 통해 저장될 수 있다.
상기 조명부(311), 도플러 센서부(312), 속도 감지부(313), 제어부(314), 및 통신부(315)는 그 중 적어도 일부가 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)와 통신하는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈들은 상기 각 가로등 장치(310, 330, 340, 350)와 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
상기 통신부(315)는 가로등 관리 서버(320)와 유/무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(315)는 유/무선 인터넷모듈(미도시), 근거리통신모듈(미도시) 및 위치정보모듈(미도시) 등을 포함할 수 있다.
유/무선 인터넷모듈은 유/무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 가로등에 내장되거나 외장될 수 있다. 상기 무선 인터넷의 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution) 등이 이용될 수 있다.
근거리통신모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 상기 근거리 통신(short range communication)의 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, Infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, LoRa 등이 이용될 수 있다.
위치 정보 모듈은 가로등의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. 현재 기술에 의하면, 상기 GPS 모듈은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다.
상기 가로등 관리 서버(320)는 송수신부(321), 점등제어부(322), 저장부(323) 및 분석부(324)를 포함한다.
상기 송수신부(321)는 상기 가로등 장치(310)로부터 이동체 감지 데이터(도플러 감지 신호 및 가로등 식별정보)를 수신하고, 해당 가로등 장치(310, 330, 340, 350)로 점등 제어 신호를 전송한다.
상기 점등제어부(322)는 상기 송수신부(321)를 통해 상기 가로등 장치(310)로부터 수신한 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여, 차량의 위치를 검출하고, 차량의 위치에 따른 상기 점등 제어 신호를 생성하고, 상기 생성한 점등 제어 신호를 상기 송수신부(321)를 통해 해당 가로등 장치(310, 330, 340, 350)로 전송한다.
상기 점등 제어 신호는 제어되어야할 가로등 장치(310, 330, 340, 350)의 식별정보와, 조명부(311)의 온오프신호, 디밍 제어 신호, 및 밝기 제어 신호를 포함한다.
한편, 상기 가로등 관리 서버(320)는 상기 이동체 감지 데이터를 이용하여, 도로 각 구간에 대한 누적통행량 또는 평균통행량을 분석하여, 교차로 마다 확률 분포를 계산하고, 감지된 차량 진행 방향에 있어서 교차로가 위치하는 경우, 상기 확률 분포에 따라 점등 거리 및 점등 밝기를 포함하는 상기 점등 제어 신호를 생성한다.
상기 저장부(323)는 상기 송수신부(321)를 통해 수신한 이동체 감지 데이터를 저장한다.
상기 분석부(324)는 상기 저장부(323)에 저장된 이동체 감지 데이터를 분석하여 상기 점등제어부(322)에서 상기 점등 제어 신호를 생성하는데 이용되는 제어 변수 및 기준값 등을 업데이트한다.
예를 들어, 상기 분석부(324)는 일정 기간 동안 다수의 가로등 장치들(310, 330, 340, 350)로부터 전달받아 저장부(323)에 저장된 이동체의 통행 횟수를 카운트하고, 도로 구간마다 평균통행량 또는 누적통행량을 계산할 수 있으며, 계절별 또는 시간대별 평균 통행량 및 누적 통행량도 계산할 수 있다. 따라서, 교차로에서 진행 방향에 따라 통계적으로 나머지 진행방향으로의 확률을 계산할 수 있다.
한편, 상기 가로등 관리 서버(320)는 각 구성 요소에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(미도시)를 포함한다.
도 4는 본 발명에 따라 일반 도로에서의 가로등 점등 제어 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량(400)이 화살표 방향으로 진행하고 있는 상태에서, 제 1 내지 제5 가로등(410 내지 450)에 구비된 도플러 센서(차도 감지센서)는 상기 차량(400)을 감지하여 감지 신호를 제어부로 출력한다.
상기 제 1 내지 제5 가로등(410 내지 450)에 구비된 제어부(314)는 상기 도플러 센서로부터 출력되는 감지 신호를 전달받으면, 이를 가로등 관리 서버(320)로 전달한다.
상기 제 1 내지 제5 가로등(410 내지 450)으로부터 전달받은 감지 신호의 크기가 모두 다르기 때문에, 이를 수신한 가로등 관리 서버(320)는 상기 차량(400)의 진행 방향, 차량의 위치 등을 추정할 수 있다. 이에 따라, 점등시켜야 할 다수의 가로등을 결정하고, 상기 점등시킬 가로등에게 점등 제어 신호를 전송할 수 있다. 그러면, 상기 점등 제어 신호를 수신한 다수의 가로등의 제어부는 차도 측 조명부(311)를 점등하도록 제어한다.
한편, 상기 제 1 내지 제5 가로등(410 내지 450)에 구비된 제어부(314)는 상기 도플러 센서로부터 출력되는 감지 신호가 기설정된 값 이상이 경우, 차량으로 인식하여 자체적으로 차도 측 조명부(311)를 점등할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 내지 제5 가로등(410 내지 450)에 구비된 제어부(314)는 차량이 감지된 이후, 상기 도플러 센서의 출력값이 최대값을 가진 이후에 감소하는 값을 출력하면, 차량이 지나간 것으로 판단하여 상기 조명부(311)를 디밍 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따라 교차로에서의 가로등 점등 제어 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 차량(400)이 화살표 방향(위쪽 방향)으로 진행하고 있는 상태에서, 교차로를 만나게 되는 경우, A 방향, B 방향, C 방향 중 하나의 방향으로 진행할 것이다. 도 5에서, 상기 차량(400)이 진행하는 구간에 위치한 다수의 가로등(500)들 중에서, 가로등 "501"을 지났으므로, "501"의 가로등은 디밍 상태이고, "502" 및 "503"은 점등 상태이다. 또한, A 방향, B 방향, C 방향에 위치하는 일부의 가로등이 점등된다.
이 때, 가로등 관리 서버(320)는 교차로에서 차량(400)의 진행방향을 알 수 없으므로, 예측하는 방법을 사용한다.
가로등 관리 서버(320)는 각 가로등으로부터 차량 감지 신호를 수신하고 있으므로, 각 구간에서의 차량의 통행량을 통계적으로 알 수 있다.
즉, A 방향, B 방향, C 방향 각각에 대한 누적통행량 또는 평균통행량 정보를 일정 기간 저장하고 있다가, 상기 누적통행량 또는 평균통행량 정보를 통해, A 방향, B 방향, C 방향으로 진행하는 차량수에 대한 확률을 계산한다.
이때. 누적통행량 또는 평균통행량 정보는 계절별, 시간대별 등으로 구분되어 저장될 수 있으며, 확률적으로 근사값이 나오도록 각각 다른 값으로 참조될 수 있다.
한편, A 방향, B 방향, C 방향으로의 확률 분포에 따라, A 방향에 위치한 가로등(510)(511 내지 515), B 방향에 위치한 가로등(520)(521 내지 523), C 방향에 위치한 가로등(530)(531 내지 535)의 점등 거리 및 점등 밝기가 제어될 수 있다.
예를 들어 A 방향, B 방향, C 방향으로의 확률이, 각각 60%, 30% 및 10% 추정 및 계산되면, A 방향으로 20 m 거리에 포함되는 가로등이 점등되고, B 방향으로 10m 거리에 포함되는 가로등이 점등되고, C 방향으로 5m 거리에 포함되는 가로등이 점등될 수 있다.
또한, 예를 들어, A 방향, B 방향, C 방향으로의 확률이, 각각 60%, 30% 및 10%로 추정 및 계산되면, A 방향의 가로등은 100%로 밝기가 조절되고, B 방향의 가로등은 60%로 밝기가 조절되고, C 방향의 가로등은 30%로 밝기가 조절될 수 있다.
그리고, 가로등 관리 서버(320)는 상기 감지된 차량이 지나간 후, 해당 도로 각 구간의 통행량 변경에 따라 확률 분포를 실시간으로 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 가로등 관리 서버(320)는 기설정된 기간 동안 상기 가로등 관리 서버에 저장되는 누적통행량 및 평균통행량 분석하고, 외부 서버로부터 전달받은 외부 데이터를 반영하여, 제어 변수 및 기준값을 업데이트할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법에 대한 일 실시예 흐름도이다.
먼저, 도플러 센서부를 구비한 가로등 장치(310)가 상기 도플러 센서부의 출력값에 따라 이동체를 감지한다(S610).
상기 가로등 장치(310)가 이동체 감지 신호 및 가로등 식별번호 등을 포함하는 이동체 감지 데이터를 가로등 관리 서버(320)로 전송한다(S620).
상기 가로등 관리 서버(320)가 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여 점등 제어 신호를 생성한다(S630).
상기 가로등 장치(310)로부터 수신되는 상기 이동체 감지 데이터에 따라, 제어되어야 할 다수의 가로등으로 상기 점등 제어 신호를 생성한다.
상기 점등 제어 신호는 가로등 장치(310)의 제어되어야 할 가로등의 식별정보와 조명부(311)의 온오프신호, 디밍 제어 신호, 및 밝기 제어 신호를 포함한다.
한편, 상기 가로등 관리 서버(320)는 상기 이동체 감지 데이터를 이용하여, 도로 각 구간에 대한 누적통행량 또는 평균통행량을 분석하여, 교차로 마다 확률 분포를 계산하고, 감지된 차량 진행 방향에 있어서 교차로가 위치하는 경우, 상기 확률 분포에 따라 점등 거리 및 점등 밝기를 포함하는 상기 점등 제어 신호를 생성한다.
상기 가로등 관리 서버(320)가 상기 점등 제어 신호를 해당 가로등 장치로 전송한다(S640).
상기 가로등 장치(310)가 상기 점등 제어 신호에 따라 조명부(311)를 제어한다(S650).
상기 가로등 관리 서버(320)로부터 "온" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부(311)를 턴온하고, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 밝기 조절에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부(311)를 해당 밝기로 조절하고, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 점멸 제어에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부(320)를 점멸 제어하고, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 "오프" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부(311)를 디밍 제어한다.
상기 가로등 장치(310)가 상기 도플러 센서부로부터 출력되는 감지 신호에 따라 자체적으로 조명부(311)를 제어한다(S660).
상기 도플러 센서부는 차도 측에 구비되어 이동물체(차량, 사람, 동물)를 감지하는 차도 감지센서(3121) 및 인도 측에 구비되어 이동물체(사람, 동물)를 감지하는 인도 감지센서(3122)를 포함한다. 상기 가로등 장치(310)의 제어부(314)는, 상기 도플러 센서부(3121, 3122)의 출력값이 제 1 기설정 값 미만이면, 근처에 이동물체가 없음으로 판단하고, 상기 도플러 센서부(3121,3122)의 출력값이 상기 제 1 기설정 값보다 크고, 상기 제 1 기설정 값보다 큰 제 2 기설정 값 미만이면, 이동물체가 사람 또는 동물인 것으로 판단하고, 상기 차도 감지센서(3121)의 출력값이 상기 제 2 기설정 값 보다 큰 값이면, 이동물체가 차량인 것으로 판단하고, 상기 차도 감지센서(3121)가 차량을 감지한 이후에, 상기 차도 감지센서(3121)의 출력값이 상기 제 2 기설정 값보다 큰 제 3 기설정값 이상을 출력한 이후에 감소하는 값을 출력하면, 상기 차량이 지나간 것으로 판단한다. (여기서, 상기 제 1 기설정 값 < 상기 제 2 기설정 값 < 상기 제 3 기설정 값).
상기 판단 결과에 따라, 상기 제어부(314)는 이동 물체가 지나갔음을 판단하면, 상기 조명부(311)를 디밍 제어하고, 인도 측에 이동물체가 감지되면 해당 가로등의 차도에 구비된 발광부의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어하고, 차도 측에 차량이 아닌 이동물체가 감지되면, 해당 가로등의 차도에 구비된 발광부의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어할 수 있다.
여기서, 상기 가로등 관리 서버(320)로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라 상기 조명부(311)를 제어하는 상기 제1 조명부 제어 단계(S650)와 상기 도플러 센서부(312)로부터 출력되는 감지 신호에 따라 자체적으로 상기 조명부(311)를 제어하는 상기 제 2 조명부 제어 단계(S660)는 논리합(OR) 연산되어 상기 조명부(311)를 제어할 수 있다.
상기 가로등 관리 서버(320)가 기설정된 기간 동안의 통행량 및 외부 서버(360)으로부터 전달받은 외부 정보 등의 데이터에 기반하여 제어 변수 및 기준값을 업데이트한다(S670).
예를 들어, 기상청 서버로부터 안개가 짙다는 날씨 정보를 수신한 가로등 관리 서버(320)는 날씨가 맑은 경우보다 긴 점등 구간 및 더 밝은 점등 밝기를 가지도록 점등 제어 신호를 생성하여 가로등 장치(310, 330, 340, 350)로 전송할 수 있도록 제어 변수 및 기준값 등을 업데이트할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법에 대하여 설명하였지만, 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.
즉, 상술한 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
310: 제 1 가로등 장치 311: 조명부
312: 도플러 센서부 3121: 차도 감지센서
3122: 인도 감지센서 313: 속도 감지부
314: 제어부 315: 통신부
316: 전원 공급부 320: 가로등 관리 서버
321: 송수신부 322: 점등제어부
323: 저장부 324: 분석부
330: 제 2 가로등 장치 340: 제 3 가로등 장치
350: 제 N 가로등 장치 360: 외부 서버

Claims (10)

  1. 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템에 있어서,
    도플러 센서를 구비하고, 상기 도플러 센서의 감지 신호에 따라 조명부가 제어되는 가로등 장치(310, 330, 340, 350); 및
    상기 가로등 장치로부터 이동체 감지 데이터를 전달받아 이를 분석하여 가로등의 점등 제어 신호를 상기 가로등 장치로 전송하기 위한 가로등 관리 서버(320)
    를 포함하고,
    상기 가로등 장치(310, 330, 340, 350)는,
    디밍 제어가 가능하고, 차도 및 인도 양 측으로 별도의 발광원이 구비된 조명부(311);
    차도 및 인도 양 측에 구비되어 도플러 효과에 따른 감지 신호를 출력하는 도플러 센서부(312);
    상기 도플러 센서부로부터 전달받은 상기 감지 신호에 따라 가로등 식별번호 및 이동체 감지 신호를 포함하는 이동체 감지 데이터를 생성하고, 상기 도플러 센서부로부터 전달받은 상기 감지 신호 및 상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라, 상기 조명부의 점등 및 디밍을 제어하기 위한 제어부(314); 및
    상기 이동체 감지 데이터를 상기 가로등 관리 서버(320)로 전송하고, 상기 가로등 관리 서버로부터 상기 점등 제어 신호를 수신하기 위한 통신부(415)
    를 포함하고,
    상기 가로등 관리 서버(320)는,
    상기 가로등 장치로부터 상기 이동체 감지 데이터를 수신하고, 해당 가로등 장치로 상기 점등 제어 신호를 전송하기 위한 송수신부(321);
    상기 송수신부를 통해 상기 가로등 장치로부터 수신한 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여, 상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치에 따른 상기 점등 제어 신호를 생성하기 위한 점등제어부(322);
    상기 가로등 장치로부터 전달받은 상기 이동체 감지 데이터를 저장하는 저장부(323); 및
    상기 이동체 감지 데이터를 분석하여 상기 점등제어부에서 상기 점등 제어 신호를 생성하는데 이용되는 기준값 및 변수를 업데이트하는 분석부(324)
    를 포함하고,
    상기 도플러 센서부(312)는
    차도 측에 구비되어 이동물체(차량, 사람, 동물)를 감지하는 차도 감지센서(3121); 및
    인도 측에 구비되어 이동물체(사람, 동물)를 감지하는 인도 감지센서(3122)
    를 포함하고,
    상기 차도 감지센서는 차량의 진행방향에 대향하도록 설치되고,
    상기 차도 감지센서의 용량이 상기 인도 감지센서의 용량보다 큰 것을 특징으로 하며,
    상기 제어부는,
    상기 도플러 센서부의 출력값이 제 1 기설정 값 미만이면, 근처에 이동물체가 없음으로 판단하고,
    상기 도플러 센서부의 출력값이 상기 제 1 기설정 값보다 크고, 상기 제 1 기설정 값보다 큰 제 2 기설정 값 미만이면, 이동물체가 사람 또는 동물인 것으로 판단하고,
    상기 차도 감지센서의 출력값이 상기 제 2 기설정 값 보다 큰 값이면, 이동물체가 차량인 것으로 판단하고,
    상기 차도 감지센서가 차량을 감지한 이후에, 상기 차도 감지센서의 출력값이 상기 제 2 기설정 값보다 큰 제 3 기설정값 이상을 출력한 이후에 감소하는 값을 출력하면, 상기 차량이 지나간 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템.
    (여기서, 상기 제 1 기설정 값 < 상기 제 2 기설정 값 < 상기 제 3 기설정 값)
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가로등 관리 서버로부터 "온" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부를 턴온하는 것을 특징으로 하고,
    상기 가로등 관리 서버로부터 밝기 조절에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부를 해당 밝기로 조절하는 것을 특징으로 하고,
    상기 가로등 관리 서버로부터 점멸 제어에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부를 점멸 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 가로등 관리 서버로부터 "오프" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부를 디밍 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 도플러 센서부로부터 전달받은 감지 신호에 따라, 이동물체가 지나갔음을 판단하면, 상기 조명부를 디밍 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 인도 감지센서로부터 전달받은 감지 신호에 따라, 인도 측에 이동물체가 감지되면 해당 가로등의 차도에 구비된 발광부의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 차도 감지센서로부터 전달받은 감지 신호에 따라, 차도 측에 차량이 아닌 이동물체가 감지되면, 해당 가로등의 차도에 구비된 발광부의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어하는 것을 특징으로 하고,
    상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호와 상기 제어부가 생성한 제어 신호는 논리합(OR) 연산되어 상기 조명부를 제어하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가로등 관리 서버는,
    상기 가로등 장치로부터 수신되는 상기 이동체 감지 데이터에 따라, 제어되어야 할 다수의 가로등으로 상기 점등 제어 신호를 생성하여 전송하고,
    상기 이동체 감지 데이터를 이용하여, 도로 각 구간에 대한 누적통행량 또는 평균통행량을 분석하여, 교차로 마다 확률 분포를 계산하고,
    감지된 차량 진행 방향에 있어서 교차로가 위치하는 경우, 상기 확률 분포에 따라 점등 거리 및 점등 밝기를 포함하는 상기 점등 제어 신호를 생성하고,
    상기 감지된 차량이 지나간 후, 해당 도로 각 구간의 통행량 변경에 따라 확률 분포를 실시간으로 업데이트하고,
    기설정된 기간 동안 상기 가로등 관리 서버에 저장되는 누적통행량 및 평균통행량 분석하고, 외부 서버로부터 전달받은 외부 데이터를 반영하여, 제어 변수 및 기준값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 시스템.
  5. 가로등 점등 제어 시스템에서의 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법에 있어서,
    디밍 제어가 가능하고, 차도 및 인도 양 측으로 별도의 발광원이 구비된 조명부 및 차도 및 인도 양 측에 도플러 센서부를 구비한 가로등 장치가 상기 도플러 센서부의 출력값에 따라 이동체를 감지하는 단계(S610);
    상기 가로등 장치가 이동체 감지 신호 및 가로등 식별 번호 등을 포함하는 이동체 감지 데이터를 가로등 관리 서버로 전송하는 단계(S620);
    상기 가로등 관리 서버가 상기 가로등 장치로부터 전달받은 상기 이동체 감지 데이터를 분석하여 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치에 따른 점등 제어 신호를 생성하는 제어신호생성단계(S630);
    상기 점등 제어 신호를 상기 가로등 장치로 전송하는 단계(S640);
    상기 가로등 장치가 상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라 상기 조명부를 제어하는 제1 조명부 제어 단계(S650); 및
    상기 가로등 장치가 상기 도플러 센서부로부터 출력되는 감지 신호에 따라 자체적으로 상기 조명부를 제어하는 제 2 조명부 제어 단계(S660)
    를 포함하고,
    상기 제2 조명부 제어 단계(S660)는,
    상기 도플러 센서부의 출력값이 제 1 기설정 값 미만이면, 근처에 이동물체가 없음으로 판단하는 단계;
    상기 도플러 센서부의 출력값이 상기 제 1 기설정 값보다 크고, 상기 제 1 기설정 값보다 큰 제 2 기설정 값 미만이면, 이동물체가 사람 또는 동물인 것으로 판단하는 단계;
    상기 도플러 센서부의 출력값이 상기 제 2 기설정 값 보다 큰 값이면, 이동물체가 차량인 것으로 판단하는 단계;
    상기 차량을 감지한 이후에, 상기 도플러 센서부의 출력값이 상기 제 2 기설정 값보다 큰 제 3 기설정값 이상을 출력한 이후에 감소하는 값을 출력하면, 상기 차량이 지나간 것으로 판단하는 단계;
    상기 도플러 센서부로부터 전달받은 감지 신호에 따라, 상기 이동물체가 지나갔음을 판단하면, 상기 조명부를 디밍 제어하는 단계;
    상기 인도 측에 이동물체가 감지되면 해당 가로등의 차도에 구비된 발광원의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어하는 단계; 및
    상기 차도 측에 차량이 아닌 이동물체가 감지되면, 해당 가로등의 차도에 구비된 발광원의 밝기를 가장 밝도록 제어하거나, 점멸 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어신호생성단계(S630)는,
    상기 가로등 장치로부터 수신되는 상기 이동체 감지 데이터에 따라, 제어되어야 할 다수의 가로등으로의 상기 점등 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 이동체 감지 데이터를 이용하여, 도로 각 구간에 대한 누적통행량 또는 평균통행량을 분석하여, 교차로 마다 확률 분포를 계산하는 단계; 및
    감지된 차량 진행 방향에 있어서 교차로가 위치하는 경우, 상기 확률 분포에 따라 점등 거리 및 점등 밝기를 포함하는 상기 점등 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 조명부 제어 단계(S650)는,
    상기 가로등 관리 서버로부터 "온" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부를 턴온하는 단계;
    상기 가로등 관리 서버로부터 밝기 조절에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부를 해당 밝기로 조절하는 단계;
    상기 가로등 관리 서버로부터 점멸 제어에 따른 점등 제어 신호를 전달받은 해당 가로등은, 자신의 조명부를 점멸 제어하는 단계; 및
    상기 가로등 관리 서버로부터 "오프" 신호에 해당하는 점등 제어 신호를 수신한 해당 가로등은 자신의 조명부를 디밍 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 가로등 관리 서버로부터 전달받은 상기 점등 제어 신호에 따라 상기 조명부를 제어하는 상기 제1 조명부 제어 단계(S650)와 상기 도플러 센서부로부터 출력되는 감지 신호에 따라 자체적으로 상기 조명부를 제어하는 상기 제 2 조명부 제어 단계(S660)는 논리합(OR) 연산되어 상기 조명부를 제어하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    기설정된 기간 동안 상기 가로등 관리 서버에 저장되는 누적통행량 및 평균통행량 분석하고, 외부 서버로부터 전달받은 외부 데이터를 반영하여, 제어 변수 및 기준값을 업데이트하는 단계(S670)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 센서를 이용한 가로등 점등 제어 방법.
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