KR101893880B1 - 자전거용 스마트 전조등 - Google Patents

자전거용 스마트 전조등 Download PDF

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KR101893880B1
KR101893880B1 KR1020170080583A KR20170080583A KR101893880B1 KR 101893880 B1 KR101893880 B1 KR 101893880B1 KR 1020170080583 A KR1020170080583 A KR 1020170080583A KR 20170080583 A KR20170080583 A KR 20170080583A KR 101893880 B1 KR101893880 B1 KR 101893880B1
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김준호
이시경
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Abstract

본 발명은, 자전거의 주행속도를 측정하는 속도측정부, 자전거의 주행 중 각속도와 가속도 감지를 통한 자전거의 기울기를 계산하여, 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 측정하는 노면정보측정부, 속도측정부와 노면정보측정부로부터 측정된 자전거의 주행속도 정보 및 노면의 지형정보를 전달받는 제어모듈, 제어모듈과 연결되어, 제어모듈로부터 전달받은 자전거의 주행속도 정보를 출력함과 더불어 자전거가 주행하는 노면의 지형정보에 따른 위험여부를 인지하는 정보를 출력되게 하는 투명 디스플레이패널, 투명 디스플레이패널을 통과하도록 빛을 발생시키는 발광부, 발광부에서 발생된 후 투명 디스플레이패널을 통과하면서 자전거의 주행속도 정보 및 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 포함하는 빛이 자전거의 전방 노면에 확대상태로 출력되게 하는 투사렌즈, 속도측정부와, 노면정보측정부와, 제어모듈과, 투명 디스플레이패널 및 발광부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 자전거용 스마트 전조등을 제공한다.

Description

자전거용 스마트 전조등{Smart headlight for bicycle}
본 발명은 야간에 자전거의 주행시, 전조등을 통한 노면 및 주행 정보를 표시하도록 하여 안전한 주행을 가능하게 하는 자전거용 스마트 전조등에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거 사용자들은 야간 주행에 대비하여 자전거의 주행 방향으로 전방으로 빛을 조사하도록 자전거용 전조등을 자전거에 설치하며, 이러한, 자전거용 전조등은 자전거의 휠에 연결된 회전식 발전기 또는 건전지에 의해 전원을 공급받아 빛을 발생시킨다.
이러한, 종래의 자전거 전조등은 전방을 밝히거나 깜빡여 시야를 밝혀주거나 맞은편에서 오는 상대방에게 위치를 나타내는 것으로 기능적 한계가 있다. 특히, 자전거를 야간에 주행할 때, 전조등만으로는 주행하는 도로의 노면 상태나 내리막 정도를 파악하기 어려운 바, 안전한 주행을 보장하기 어려운 문제점이 있다.
이러한, 자전거 전조등에 대한 기술은, 대한민국 공개특허공보 제2012-0121620호(2011.04.27)에 제시된다.
본 발명은, 자전거의 야간 주행시 전조등을 통해 전방을 밝힐 때, 자전거 사용자로 하여금 주행속도와 더불어 노면 상태나 내리막 정도를 파악할 수 있도록 하여 안전한 주행을 가능하게 하는 자전거용 스마트 전조등을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 자전거의 주행속도를 측정하는 속도측정부, 상기 자전거의 주행 중 각속도와 가속도 감지를 통한 상기 자전거의 기울기를 계산하여, 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 측정하는 노면정보측정부, 상기 속도측정부와 상기 노면정보측정부로부터 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보 및 노면의 지형정보를 전달받는 제어모듈, 상기 제어모듈과 연결되어, 상기 제어모듈로부터 전달받은 상기 자전거의 주행속도 정보를 출력함과 더불어 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보에 따른 위험여부를 인지하는 정보를 출력되게 하는 투명 디스플레이패널, 상기 투명 디스플레이패널을 통과하도록 빛을 발생시키는 발광부, 상기 발광부에서 발생된 후 상기 투명 디스플레이패널을 통과하면서 상기 자전거의 주행속도 정보 및 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 포함하는 빛이 상기 자전거의 전방 노면에 확대상태로 출력되게 하는 투사렌즈, 상기 속도측정부와, 상기 노면정보측정부와, 상기 제어모듈과, 상기 투명 디스플레이패널 및 발광부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 자전거용 스마트 전조등을 제공한다.
또한, 상기 투명 디스플레이패널과 상기 발광부 사이에 배치되어, 상기 발광부에서 발생된 빛을 상기 투명 디스플레이패널에 수직하게 입사되게 하는 입력프로넬렌즈, 상기 투명 디스플레이패널과 상기 투사렌즈 사이에 배치되어, 상기 투명 디스플레이패널을 통과한 빛이 상기 투사렌즈 방향으로 조사되게 하는 출력프로넬렌즈를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 속도측정부는 GPS센서 일 수 있다.
또한, 상기 GPS센서는, 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰에 내장되며, 상기 제어모듈은 상기 사용자의 스마트폰과 연결되어, 상기 사용자가 상기 자전거의 주행시 상기 스마트폰에서 측정된 상기 자전거의 주행속도를 입력받고, 상기 사용자의 스마트폰은 상기 제어모듈로부터 상기 자전거의 주행정보를 입력받을 수 있다.
또한, 상기 제어모듈에는 상기 자전거의 주행속도 정보와, 상기 자전거의 주행하는 노면의 지형정보와 같은 상기 자전거의 주행정보를 저장하는 메모리부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 노면정보측정부는, IMU센서 일 수 있다.
본 발명에 따른 자전거용 스마트 전조등은, 속도측정부에서 측정된 자전거의 주행속도 및 노면정보측정부에서 측정된 노면의 지형정보를 제어모듈로 전달하고, 제어모듈은 투명 디스플레이패널로 자전거의 주행속도 및 노면의 지형정보를 통해 자전거의 주행 안정성을 판단하여, 투명 디스플레이패널로 출력되게 한다. 그리고, 투명 디스플레이패널에 출력된 정보는 발광부에서 발생된 빛에 포함된 상태로 투사렌즈를 통해 자전거 전방의 주행 노면에 출력되면서, 자전거의 사용자가 안전한 야간 주행을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 스마트 전조등의 개략 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 스마트 전조등의 개략 구성도도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 자전거용 스마트 전조등은, 속도측정부(100), 노면정보측정부(200), 제어모듈(300), 투명 디스플레이패널(400), 발광부(500), 투사렌즈(600), 전원공급부(700)를 구비하고 있다.
상기 속도측정부(100)는 자전거의 주행속도를 측정하는 부분이다. 이러한, 상기 속도측정부(100)는 이후 설명될 제어모듈(300)과 연결되어, 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보를 제어모듈(300)로 전달하게 된다. 여기서, 상기 속도측정부(100)는 GPS센서를 사용할 수 있는데, 이때, 상기 GPS센서를 별도로 구비하지 않고 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰(도면미도시)에 내장된 것을 사용할 수도 있다. 그리고, 상기 속도측정부(100)는 측정한 상기 자전거의 주행속도를 제어모듈(300)로 케이블과 같은 유선 또는 블루투스와 같은 무선신호로 전달되게 할 수 있다. 이같이, 상기 속도측정부(100)가 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰에 내장된 GPS센서를 사용할 경우, 제어모듈(300)은 상기 스마트폰과 연결되어, 상기 사용자가 상기 자전거의 주행시 상기 스마트폰의 GPS센서에서 측정된 상기 자전거의 주행속도를 입력받게 된다. 또한, 상기 사용자의 스마트폰은 제어모듈(300)로부터 상기 자전거의 주행정보를 입력받아 저장하거나, 상기 GPS센서를 통한 주행속도 외에 상기 사용자의 스마트폰에 있는 각종 어플리케이션 정보를 제어모듈(300)로 전달되게 할 수도 있음은 물론이다.
상기 노면정보측정부(200)는 상기 자전거를 주행하는 상태에서의 노면의 지형정보를 측정하는 부분이다. 이러한, 상기 노면정보측정부(200)는 제어모듈(300)과 연결되어, 측정된 노면의 지형정보를 제어모듈(300)로 전달되게 한다. 여기서, 상기 노면정보측정부(200)는 주행중인 상기 자전거의 각속도 및 가속도 감지를 통해 상기 자전거의 기울기를 계산하고, 이를 통해 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 측정한다. 여기서, 상기 노면정보측정부(200)는 IMU센서를 사용하나, 이에 한정하지 않고 앞서 설명한 바와 같이 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰에 내장된 자이로센서를 통해 주행 중인 상기 자전거의 기울기를 계산하여 노면의 지형정보를 측정할 수도 있음은 물론이다.
상기 제어모듈(300)은 상기 속도측정부(100)에서 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보와, 상기 노면정보측정부(200)에서 측정한 노면의 지형정보를 입력받은 후, 이후 설명될 투명 디스플레이패널(400)로 주행속도 정보와 노면의 지형정보를 전달한다. 이때, 상기 제어모듈(300)은 상기 노면의 지형정보를 전달받아 상기 자전거의 주행하는 노면이 내리막이거나 노면의 울퉁불퉁한 상태일 경우, 즉 야간에 상기 자전거의 주행에 위험한 노면의 지형정보로써 상기 자전거가 설정된 기울기수치를 넘긴 것으로 판단하게 되면 투명 디스플레이패널(400)로 상기 자전거의 사용자가 위험을 인지할 수 있는 색상, 예를 들어 위험정도가 커짐에 따라 점점 붉은 색상을 출력되게 하거나 위험경고 글씨를 출력하도록 신호를 전달되게 한다.
이때, 상기 제어모듈(300)은 투명 디스플레이패널(400)로 주행속도 정보를 전달할 때, 상기 속도측정부(100)에서 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보와, 상기 노면정보측정부(200)에서 감지된 각속도 및 가속도를 통해 정확한 상기 자전거의 주행속도로 보정하여 전달할 수도 있다. 여기서 상기 제어모듈(300)은 상기 속도측정부(100)와 상기 노면정보측정부(200)와 각각 케이블을 통한 유선 연결 또는 블루투스와 같은 무선으로 연결하며, 상기 투명 디스플레이패널(400)과 케이블과 같은 유선을 통해 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈(300)에는 상기 속도측정부(100)에서 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보와, 상기 노면정보측정부(200)에서 측정한 상기 자전거의 주행하는 노면의 지형정보를 저장하도록 메모리부(도면미도시)를 연결 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 제어모듈(300)은 상기 사용자의 스마트폰이나 주변 모바일기기에 블루투스를 이용하여 연결될 수 있으며, 상기 사용자가 상기 자전거의 주행시 상기 스마트폰에 마련된 GPS장치를 통해 측정된 상기 자전거의 주행속도를 입력받고, 상기 사용자의 스마트폰은 상기 제어모듈(300)로부터 상기 자전거의 주행정보, 보다 상세하게는 상기 메모리부에 저장된 정보를 입력받을 수도 있다. 또한, 상기 제어모듈(300)은 상기 사용자의 스마트폰에 수신되는 알람이나 문자 또는 전화 수신상황에 따라 투명 디스플레이패널(400)로 상기 자전거의 사용자가 이를 인지할 수 있는 색상이나 상태로 출력하도록 신호를 전달되게 한다.
상기 투명 디스플레이패널(400)은 상기 제어모듈(300)로부터 전달받은 상기 주행속도 정보를 출력함과 더불어 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보에 따른 위험여부를 인지하는 정보를 출력되게 하는 디스플레이 부분이다. 여기서, 상기 투명 디스플레이패널(400)은 노면의 지형정보에 따른 위험여부를 인지하는 출력 정보로는, 앞서 설명한 바와 같이 위험정도가 커짐에 따라 점점 붉은 색상을 출력되게 하거나 위험경고 글씨를 출력할 수 있다. 이러한, 상기 투명디스플레이패널(400)은 상기 제어모듈(300)과 케이블과 같은 유선을 통해 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 발광부(500)는 야간에 주행하는 상기 자전거의 전방으로 비추는 빛을 발생되게 한다. 보다 상세하게는, 상기 발광부(500)은 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과한 후, 상기 자전거의 전방으로 비추는 빛을 발생되게 한다. 이러한, 상기 발광부(500)는 상기 투명 디스플레이패널(400) 후방에 배치되도록 설치한다. 그리고, 상기 발광부(500)는 LED를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 이외에 빛을 발생하는 발광수단을 선택 사용할 수 있음은 물론이다.
상기 투사렌즈(600)는 상기 발광부(500)에서 발생된 후 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과하면서 상기 자전거의 주행속도 정보 및 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보에 따른 위험정보를 포함하는 빛이 상기 자전거의 전방 지면으로 확대상태로 출력되게 하는 렌즈이다. 이러한, 상기 투사렌즈(600)는 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과한 빛을 전달받을 수 있도록 상기 투명 디스플레이패널(400) 전방에 배치되도록 설치한다. 이때, 상기 투사렌즈(600)와 상기 투명 디스플레이패널(400) 사이에는 반사거울(820)을 구비하여, 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과한 빛이 상기 반사거울(820)을 통해 반전된 상태로 상기 투사렌즈(600)로 출력되게 할 수 있다.
그리고, 상기 투명 디스플레이패널(400)의 전방, 보다 상세하게는 상기 투명 디스플레이패널(400)과 상기 발광부(500) 사이에는 상기 투명 디스플레이패널(400)에서 발생된 빛이 상기 투명 디스플레이패널(400)의 전면에 수직하게 입사되게 하는 입력프로넬렌즈(800)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 투명 디스플레이패널(400)의 후방, 보다 상세하게는 상기 투명 디스플레이패널(400)과 상기 투사렌즈(600) 사이, 상기 반사거울(820)이 구비된 경우에는 상기 반사거울(820)과 상기 투명 디스플레이패널(400) 사이에 배치되도록 출력프로넬렌즈(810)를 구비할 수 있다. 이러한, 상기 입력프로넬렌즈(800)는 상기 발광부(500)에서 발생된 빛이 상기 투명 디스플레이패널(400)로 정확하게 입사되도록 촛점을 맞추는 역할을 하며, 상기 출력프로넬렌즈(800)는 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과한 빛이 상기 투사렌즈(600)로 정확하게 입사되도록 촛점을 맞추는 역할을 한다.
상기 전원공급부(700)는 상기 속도측정부(100)와, 상기 노면정보측정부(200)와, 상기 제어모듈(300)과, 상기 투명 디스플레이패널(400) 및 상기 발광부(500)에 전원을 공급하는 부분이다. 이러한, 상기 전원공급부(700)는 상기 속도측정부(100)와, 상기 노면정보측정부(200)와, 상기 제어모듈(300)과, 상기 투명 디스플레이패널(400) 및 상기 발광부(500)와 케이블과 같은 유선을 통해 전기적으로 연결한다. 여기서, 상기 전원공급부(700)는 자전거의 휠에 연결된 회전식 발전기나 충전지, 또는 건전지를 선택적용할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰의 배터리를 USB케이블과 같은 유선 수단으로 상기 제어모듈(300)과 연결되게 한 후, 상기 속도측정부(100)와, 상기 노면정보측정부(200)와, 상기 투명 디스플레이패널(400) 및 상기 발광부(500)에 전원을 공급되게 할 수도 있음은 물론이다.
이같이, 일 실시예에 따른 자전거용 스마트 전조등의 상기 속도측정부(100)와, 상기 노면정보측정부(200)와, 상기 제어모듈(300)과, 상기 투명 디스플레이패널(400)과, 상기 발광부(500) 및 상기 투사렌즈(600)는 하나의 케이스(도면미도시) 에 집적화하여 구비할 수 있으며, 상기 케이스에는 상기 자전거의 핸들 부분에 장착 설치하도록 탈착수단(도면미도시)을 구비할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 구성으로 이루어진 일 실시예의 자전거용 스마트 전조등의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 전원공급부(700)에서 공급되는 전원에 의해 상기 발광부(500)에서 빛이 발생하고, 이때, 상기 자전거가 주행 전일 경우, 발생된 빛은 상기 투명 디스플레이패널(400)을 통과한 후, 상기 투사렌즈(600)에서 상기 자전거의 전방 노면으로 백색빛을 출력되게 한다.
이후, 상기 자전거의 사용자가 상기 자전거를 주행할 경우, 상기 속도측정부(100)에서 상기 자전거의 주행속도를 측정한 후, 측정된 주행속도 정보를 상기 제어모듈(300)로 전달하고, 상기 제어모듈(300)은 주행속도 정보를 다시 상기 투명 디스플레이패널(410)로 전달하여, 상기 투명 디스플레이패널(410)에 상기 자전거의 주행속도 정보가 출력된다. 그러면, 상기 투사렌즈(600)에 의해 상기 자전거의 전방 노면에 출력되는 빛에는 상기 자전거의 주행속도 정보를 포함하여, 상기 자전거의 사용자가 주행속도 정보를 인지할 수 있게 한다.
만약, 상기 자전거가 내리막으로 진입하여 급가속하거나 울퉁불퉁한 노면을 주행할 경우, 상기 제어모듈(300)은 상기 노면정보측정부(200)로부터 노면의 지형정보를 전달받게 되고, 상기 자전거가 미리 설정된 기울기수치를 넘긴 것으로 판단하게 되면, 상기 제어모듈(300)은 상기 투명 디스플레이패널(400)의 출력색상 변경되게 하거나 위험경고 글씨를 출력하도록 신호를 전달한다. 이렇게, 상기 투명 디스플레이패널(400)의 출력색상 변경에 의해 상기 투사렌즈(600)를 통해 상기 자전거의 전방 노면에 출력되는 빛의 색상 변경 또는 위험경고 글씨에 의해 상기 투사렌즈(600)를 통해 상기 자전거의 전방 노면에 출력되는 위험경고 글씨를 포함한 빛을 통해 상기 사용자가 위험성을 인지할 수 있게 한다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 자전거용 스마트 전조등은, 상기 속도측정부(100)에서 측정된 상기 자전거의 주행속도 및 상기 노면정보측정부(200)에서 측정된 노면의 지형정보를 상기 제어모듈(300)로 전달하고, 상기 제어모듈(300)은 상기 투명 디스플레이패널(400)로 상기 자전거의 주행속도 및 상기 노면의 지형정보를 통해 상기 자전거의 주행 안정성을 판단하여, 상기 투명 디스플레이패널(400)로 출력되게 한다. 그리고, 상기 투명 디스플레이패널(400)에 출력된 정보는 상기 발광부(500)에서 발생된 빛에 포함된 상태로 상기 투사렌즈(600)를 통해 상기 자전거 전방의 주행 노면에 출력되면서, 상기 자전거의 사용자가 안전한 야간 주행을 가능하게 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 속도측정부 200: 노면정보측정부
300: 제어모듈 400: 투명 디스플레이패널
500: 발광부 600: 투사렌즈
700: 전원공급부 800: 입력프로넬렌즈
810: 출력프로넬렌즈

Claims (6)

  1. 자전거의 주행속도를 측정하는 속도측정부와;
    상기 자전거의 주행 중 각속도와 가속도 감지를 통한 상기 자전거의 기울기를 계산하여, 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 측정하는 노면정보측정부와;
    상기 속도측정부와 상기 노면정보측정부로부터 측정된 상기 자전거의 주행속도 정보 및 노면의 지형정보를 전달받는 제어모듈과;
    상기 제어모듈과 연결되어, 상기 제어모듈로부터 전달받은 상기 자전거의 주행속도 정보를 출력함과 더불어 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보에 따른 위험여부를 인지하는 정보를 출력되게 하는 투명 디스플레이패널과;
    상기 투명 디스플레이패널을 통과하도록 빛을 발생시키는 발광부와;
    상기 발광부에서 발생된 후 상기 투명 디스플레이패널을 통과하면서 상기 자전거의 주행속도 정보 및 상기 자전거가 주행하는 노면의 지형정보를 포함하는 빛이 상기 자전거의 전방 노면에 확대상태로 출력되게 하는 투사렌즈; 및
    상기 속도측정부와, 상기 노면정보측정부와, 상기 제어모듈과, 상기 투명 디스플레이패널 및 상기 발광부에 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하며,
    상기 제어모듈은 상기 노면정보측정부로부터 노면의 지형정보를 입력받아 상기 자전거가 미리 설정된 기울기수치를 넘길 경우, 야간에 상기 자전거의 주행이 위험한 노면의 지형으로 판단하여, 상기 투사렌즈를 통해 노면으로 위험정보를 표시할 수 있도록 상기 투명 디스플레이패널로 상기 자전거의 사용자가 위험을 인지할 수 있는 색상을 출력되게 하거나 위험경고 글씨를 출력하도록 신호를 전달하는 자전거용 스마트 전조등.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 디스플레이패널과 상기 발광부 사이에 배치되어, 상기 발광부에서 발생된 빛을 상기 투명 디스플레이패널에 수직하게 입사되게 하는 입력프로넬렌즈와,
    상기 투명 디스플레이패널과 상기 투사렌즈 사이에 배치되어, 상기 투명 디스플레이패널을 통과한 빛이 상기 투사렌즈 방향으로 조사되게 하는 출력프로넬렌즈를 더 구비하는 자전거용 스마트 전조등.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 속도측정부는 GPS센서 인 자전거용 스마트 전조등.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 GPS센서는, 상기 자전거의 사용자가 소지한 스마트폰에 내장되며,
    상기 제어모듈은 상기 사용자의 스마트폰과 연결되어, 상기 사용자가 상기 자전거의 주행시 상기 스마트폰에서 측정된 상기 자전거의 주행속도를 입력받고, 상기 사용자의 스마트폰은 상기 제어모듈로부터 상기 자전거의 주행정보를 입력받는 자전거용 스마트 전조등.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어모듈에는 상기 자전거의 주행속도 정보와, 상기 자전거의 주행하는 노면의 지형정보와 같은 상기 자전거의 주행정보를 저장하는 메모리부를 더 구비하는 자전거용 스마트 전조등.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 노면정보측정부는, IMU센서 인 자전거용 스마트 전조등.
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