KR101966255B1 - 자전거 후미등 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자전거 후미등 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 후미등은 자전거에 장착되어 후방을 향해 조명이 점등될 수 있는 자전거의 후미등으로서, 가속도계를 포함하여 자전거의 가속도를 측정하는 관성 측정부, 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값을 기초로 자전거의 주행상태를 추정하는 주행상태 추정부, 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태에 따라 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 조명 관리부 및 외부 기기와 무선 통신하여 데이터의 송수신이 가능한 통신부를 포함한다. 여기에서, 주행상태 추정부는 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 추정한다.

Description

자전거 후미등 및 그 제어 방법{TAILLIGHT FOR BICYCLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 자전거 후미등 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자전거의 주행상태에 따라 조명의 점등 내지 점멸이 제어되는 자전거 후미등 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 자전거가 레저 스포츠로서 각광을 받으면서 자전거 이용 인구가 지속적으로 증가하고 있다. 하지만, 자전거 이용 인구가 증가함에 따라 자전거 사고 역시 증가하고 있는 실정이다. 실제, 최근 전체 교통사고 발생은 감소 추세를 보임에도 불구하고 자전거 사고 발생은 증가세를 보이고 있다.
자전거 사고는 작은 충격에도 큰 인명 피해로 이어질 수 있다는 점에서 사고 예방이 무엇보다 중요하다. 자전거의 안전사고를 방지하기 위하여 자전거에 전조등, 후미등 등의 안전 장비를 부착하고, 인명 피해를 줄이기 위해 자전거 탑승자는 헬멧 등의 보호 장비를 착용하는 것이 일반적이다.
이러한 안전 장비 중 후미등은 통상 야간에 조명을 일정한 강도로 점등하거나, 일정한 주기로 점멸하는 방식으로 자전거 및 자전거 탑승자의 존재를 주변에 알리는 역할을 수행한다.
하지만, 기존의 후미등의 경우 자전거의 주행상태와 무관하게, 예를 들어 자전거의 감속 여부와 관계없이 조명을 점등하거나 점멸하기 때문에, 후방에서 뒤 따라오는 자전거 또는 차량에서 자전거의 주행 상태를 정확히 파악하지 못하여, 자전거가 급정거 하는 상황에서 추돌 가능성이 상존한다.
한편, 자전거의 수요가 증가함에 따라 자전거의 도난 문제도 증가하고 있다. 특히, 최근 레저용으로 고가의 자전거가 시장에서 많은 인기를 끌면서 도난에 의한 피해의 증가가 우려되는 상황이다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자전거의 주행상태를 정확히 파악하고 이를 토대로 조명의 점등 내지 점멸을 제어하여 후방으로부터의 추돌 사고 위험을 줄일 수 있는 자전거 후미등 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 자전거를 이용하지 않음에도 불구하고 자전거의 이동이 파악되는 경우 이를 사용자에게 알려 도난을 방지할 수 있는 자전거 후미등 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 후미등 조명의 점등 내지 점멸의 패턴을 사용자가 용이하게 설정할 수 있는 후미등 및 그 제어 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 후미등은 자전거에 장착되어 후방을 향해 조명이 점등될 수 있는 자전거의 후미등으로서, 가속도계를 포함하여 자전거의 가속도를 측정하는 관성 측정부, 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값을 기초로 자전거의 주행상태를 추정하는 주행상태 추정부, 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태에 따라 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 조명 관리부 및 외부 기기와 무선 통신하여 데이터의 송수신이 가능한 통신부를 포함한다. 여기에서, 주행상태 추정부는 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 추정한다.
본 실시예에 따르면 관성 측정부는 자전거의 회전을 감지하는 자이로스코프를 더 포함할 수 있고, 주행상태 추정부는 관성 측정부의 가속도계와 자이로스코프에서 감지한 정보를 바탕으로 자전거의 자세를 파악하고, 파악된 자전거의 자세로부터 중력의 영향을 산출하여, 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 주행상태 추정부는 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터를 적용하여 중력의 영향을 제거할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통신부는 저전력 블루투스(BLE)를 포함할 수 있다. 또한, 통신부는 사용자 단말기로부터 주행상태에 따른 조명 패턴을 수신하고, 조명 관리부는 통신부에서 수신한 조명 패턴을 기초로 조명의 점등 또는 점멸을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통신부는 다른 자전거 후미등과 패턴의 동기화가 이루어질 수 있도록, 설정되어 있는 주행상태에 따른 조명 패턴에 관한 데이터 및 시간 동기화를 위한 동기 데이터를 브로드캐스트(broadcast) 전송하거나 다른 자전거 후미등에서 전송되는 조명 패턴 데이터 및 동기 데이터를 스캔(scan)할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통신부는 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태에 관한 정보를 사용자 단말기로 전송하여 사용자에게 알릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 후미등의 제어 방법은 자전거에 장착되어 후방을 향해 조명이 점등될 수 있는 자전거 후미등의 제어 방법으로서, 가속도계를 통하여 자전거의 가속도를 측정하는 단계, 가속도계에서 측정된 가속도 측정값을 기초로 자전거의 주행상태를 추정하는 단계 및 추정된 자전거의 주행상태에 따라 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 단계를 포함한다. 이 중 자전거의 주행상태를 추정하는 단계에서는, 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 추정한다.
본 실시예에 따른 후미등의 제어 방법은 자이로스코프를 통하여 자전거의 회전을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 자전거의 주행상태를 추정하는 단계에서는, 가속도계와 자이로스코프에서 감지한 정보를 바탕으로 자전거의 자세를 파악하고, 파악된 자전거의 자세로부터 중력의 영향을 산출하여, 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 자전거의 주행상태를 추정하는 단계에서는, 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터를 적용하여 중력의 영향을 제거할 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등의 제어 방법은 사용자 단말기로부터 주행상태에 따른 조명 패턴을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 단계에서는 사용자 단말기로부터 수신한 조명 패턴을 기초로 조명의 점등 또는 점멸을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등의 제어 방법은 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태에 관한 정보를 사용자 단말기로 전송하여 사용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 자전거 후미등에서 가속도를 측정하고 중력 보상 알고리즘을 통해 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 정확히 파악할 수 있고, 이를 토대로 후미등 조명의 점등 내지 점멸을 제어함으로써 후방으로부터의 추돌 사고 위험을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 자전거의 주행상태를 정확히 파악하고 이를 무선 통신을 통해 사용자에게 알림으로써, 도난 및 분실을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 후미등 조명의 점등 내지 점멸의 패턴을 사용자가 사용자 단말기를 통해 용이하게 설정할 수 있고, 조명 패턴 및 동기 데이터의 송/수신을 통해 자전거 후미등 사이의 직접적인 연결 없이도 다수의 자전거 후미등의 조명 패턴 설정이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등이 자전거에 장착된 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등을 제어하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 자전거 후미등의 조명 패턴을 설정하기 위한 사용자 단말기의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 자전거 후미등에서 데이터 신호를 다른 자전거로 전송하는 모습을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명은 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
자전거 후미등의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등이 자전거에 장착된 모습을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 후미등(100)은 자전거(10)의 후방을 향해 장착되며, 구체적으로 자전거(10)의 안장 하부에 탈부착 가능하도록 장착될 수 있다.
다만, 후미등(100)은 후방에서 주행하는 자전거 또는 차량 등에서 자전거(10)의 주행상태를 확인할 수 있는 위치에 장착되면 충분한 것으로, 그 장착 위치는 자전거의 형태에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 장착 방식은 벨트, 벨크로와 같은 탈부착 방식이 이용될 수 있으나, 반드시 탈부착 방식에 한정되는 것은 아니며 자전거에 고정되도록 장착될 수도 있다.
본 실시예에서의 후미등(100)의 조명은 LED(Light Emitting Diode)를 사용하지만, 후미등의 조명으로는 LED 이외에 공지의 다양한 조명 장치를 사용할 수도 있다.
본 발명은 후미등(100)에서 자전거의 주행상태를 파악하여 조명의 점등 내지 점멸을 제어하고, 나아가 파악된 주행상태를 통해 도난 여부를 감지하여 이를 사용자에게 알릴 수 있는 구성에 특징이 있는 것으로서, 이하 이러한 본 발명의 특징적인 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면으로, 이를 참조하면 본 실시예에 따른 후미등(100)은 관성 측정부(110), 주행상태 추정부(120), 조명 관리부(130), 통신부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등(100)의 관성 측정부(110)는 자전거의 주행에 따른 관성의 변화를 측정하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 본 실시예에서의 관성 측정부(110)는 전후, 상하, 좌우 방향의 가속도를 검출할 수 있는 가속도계를 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에서의 관성 측정부(110)는 자이로스코프를 더 포함하여, 이를 통해 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw) 방향의 회전 및 각속도를 검출할 수도 있다.
본 실시예에 따른 후미등(100)의 주행상태 추정부(120)는 관성 측정부(110)에서 측정된 데이터를 통해 자전거의 주행상태를 추정하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 관성 측정부(110)가 가속도계와 자이로스코프를 포함하는 경우, 가속도계와 자이로스코프에서 측정한 데이터를 기초로 자전거의 자세 또는 중력의 방향을 파악하고, 이를 통해 가속도계에서 측정한 가속도 측정값에서 중력에 의한 영향을 제거함으로써, 실제 자전거의 주행상태, 즉 자전거의 이동 여부, 자전거의 가속 내지 감속 여부와 그 정도 등을 추정할 수 있다. 또는, 관성 측정부(110)의 가속도계에서 측정한 가속도 값에서 필터링을 통해, 예컨대 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터를 적용하여 자전거의 급감속이 이루어지는 여부를 추정할 수 있다. 주행상태 추정을 위한 구체적인 방법에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 후미등(100)의 조명 관리부(130)는 자전거의 주행상태에 따라 조명의 점등, 점멸 등의 제어를 수행한다. 이를 위하여, 조명 관리부(130)는 주행상태 추정부(120)로부터 자전거의 주행상태에 관한 데이터를 전달받을 수 있다.
본 실시예에서 주행상태에 따른 후미등의 조명의 점등 내지 점멸의 패턴, 즉 조명 패턴은 조명 관리부(130)에 미리 설정되어 있을 수 있으며, 사용자가 다양한 방식으로, 예를 들어 사용자 단말기(200)에서 패턴을 입력하여 전송하는 방식으로, 직접 설정할 수도 있다. 여기에서, 후미등의 조명 패턴은 조명의 밝기, 색상, 점등 시기, 점멸 주기 등을 포함한다.
조명 패턴은, 예를 들어 자전거가 일정한 속도로 주행하거나 가속을 하는 것으로 파악되면 조명을 약하게 점등하고, 감속하는 것으로 파악되면 강하게 점등하도록 설정될 수 있다. 또는, 자전거가 일정한 속도로 주행하거나 가속을 하는 것으로 파악되면 조명을 점멸하되 그 주기를 길게 하고, 감속하는 것으로 파악되면 점멸 주기를 짧게 하도록 설정될 수도 있다. 이 밖에도, 자전거가 일정한 속도로 이동하는 경우, 가속하는 경우, 감속하는 경우 등으로 나누어 조명의 색상을 달리하거나, 점등 내지 점멸 여부를 달리하거나, 점등되는 조명(LED)의 수를 달리하는 등의 다양한 방식으로 조명 패턴을 설정할 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등(100)의 통신부(140)는 후미등(100)과 사용자 단말기(200)와 같은 외부 기기 사이의 데이터 송수신 기능을 수행한다. 이를 위하여, 통신부(140)는 저전력 블루투스(BLE; Bluetooth Low Energy)를 포함하는 근거리 무선통신 모듈로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 통신부(140)는 후미등(100)의 주행상태 추정부(120)를 통해 획득한 자전거의 주행상태에 관한 데이터를 사용자 단말기(200)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 자전거의 주행상태에 따른 후미등의 조명 패턴 등에 관한 정보를 수신하는 기능도 수행할 수도 있다.
한편, 통신부(140)와 데이터 송수신이 이루어지는 사용자 단말기(200)는 스마트폰, 스마트 패드, 스마트글래스, 스마트워치, 스마트밴드와 같은 다양한 형태의 모바일 디바이스일 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등(100)은 외부의 밝기를 감지하기 위한 조도 센서부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조도 센서부는 외부의 밝기를 감지하여 야간이거나 건물 내부에서와 같이 주위가 어두워 후미등의 점등이 필요한 것으로 판단되는 경우, 이를 조명 관리부(130)로 전달하여 후미등(100)을 상시 점등하도록 제어할 수 있다. 만약, 조도 센서부에서 감지된 바에 따라 후미등(100)이 상시 점등된 상태에서 감속이 이루어질 때에는, 점등의 밝기를 더욱 강하게 하거나 빠른 주기로 조명을 점멸하는 등의 방법으로 감속 상태에 있음을 알릴 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 후미등(100)은 각 구성요소에 전력을 공급하기 위한 전력 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 후미등(100)의 전력 공급부는 후미등(100) 내에 수납 가능한 소형의 배터리로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 후미등(100)의 제어부(150)는 관성 측정부(110), 주행상태 추정부(120), 조명 관리부(130), 통신부(140), 조도 센서부 등의 구성요소 간의 데이터 흐름을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(150)는 외부로부터의 또는 후미등(100)의 각 구성요소 사이의 데이터 흐름을 제어함으로써, 관성 측정부(110), 주행상태 추정부(120), 조명 관리부(130), 통신부(140), 조도 센서부 등에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어한다.
자전거 후미등의 제어 방법
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 후미등을 제어하는 과정을 나타내는 도면으로서, 이하에서는 이를 참조하여 본 실시예예 따른 후미등의 제어 방법에 대하여 설명한다.
우선, 후미등의 제어를 위하여 후미등의 관성 측정부를 통해 자전거의 관성을 측정한다(S110). 예를 들어, 관성 측정부는 가속도계를 포함하여 이를 통해 가속도를 검출하고, 자이로스코프를 더 포함하여 이를 통해 회전 및 각속도를 검출할 수도 있다.
이어서, 중력 보상 알고리즘을 적용하여 가속도계에서 측정한 가속도 측정값에서 중력의 영향을 제거한다(S120).
가속도계에서 측정되는 값에는 기본적으로 중력의 영향이 포함되는데, 이러한 중력의 영향은 자전거의 자세에 따라 달라질 수 있다. 즉, 자전거가 편평한 지면 상에서 이동하는 경우와 경사면에서 이동하는 경우에 있어서 가속도 측정값에 포함되는 중력의 영향이 달라지게 된다. 구체적으로, 편평한 지면 상에서는 수직 방향의 가속도 측정값에 중력의 영향이 미치게 되고, 경사면에서는 경사 방향에 따라 수직 방향과 함께 상하 또는 좌우 방향으로의 가속도 측정값에도 중력의 영향이 미치게 된다. 이에 따라, 내리막 경사를 따라 자전거를 주행하는 경우, 실제로 자전거가 감속하고 있는 경우에도 중력의 영향에 의해 가속도계에서 측정된 주행 방향으로의 가속도는 양(+)의 값을 가질 수 있고, 반대로 오르막 경사를 따라 자전거를 주행하는 경우, 자전거가 가속하고 있는 경우에도 중력의 영향에 의해 가속도계에서 측정된 주행 방향으로의 가속도는 음(-)의 값을 가질 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 자전거의 주행상태를 정확히 파악하기 위하여, 가속도계에서 측정한 값에서 중력의 영향을 제거하는 중력 보상 알고리즘을 적용한다.
이를 위하여, 우선 가속도계와 자이로스코프에서 측정한 데이터를 기초로 자전거의 자세(예를 들어, 롤, 피치, 요 각) 또는 중력의 방향을 추정한다. 즉, 가속도계와 자이로스코프의 융합을 통해 자전거의 자세 또는 중력의 방향을 추정한다. 추정된 자전거의 자세 또는 중력의 방향을 통하여 가속도계에서 측정한 가속도 측정값에 반영된 중력의 영향을 파악하고, 이를 가속도 측정값에서 제거함으로써 자전거의 실제 가속도를 파악한다.
또는, 가속도계에서 측정된 가속도 측정값을 필터링하여 중력의 영향을 제거할 수도 있다. 가속도계는 자전거의 진행 방향으로 가속도를 측정하게 되는데, 가속도 측정값에서 상대적으로 저주파수 영역은 지형의 경사에 따른, 즉 중력에 의한 변화를 나타내고, 상대적으로 고주파수 영역은 사용자(탑승자)가 주행 시 브레이크를 적용함에 따른 변화를 나타낸다. 따라서, 본 실시예에서는 가속도계에 하이 패스 필터(high pass filter)를 적용하여 필터링된 측정값을 이용하거나, 가속도계에 로우 패스 필터(low pass filter)를 적용하여 필터링된 값을 가속도 측정값에서 제거함으로써, 중력의 영향을 제거할 수 있다.
위 방법에 의할 때, 가속도 측정값에서 필터링되는 저주파수 영역에도 브레이크를 적용함에 따라 천천히 변화하는 감속 또는 가속의 정보가 일부 포함될 수 있다. 즉, 필터링에 의해 중력의 영향만이 완전히 제거되지 않을 수 있다. 하지만, 이와 같이 감속 또는 가속이 서서히 변화하는 경우에는 후방에서의 추돌 위험이 상대적으로 적기에, 일정한 속도로 주행하는 경우와 동일하게 취급하여도 급감속을 후방에 알려 추돌을 방지하고자 하는 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있다.
다음으로, 중력 보상 알고리즘을 적용하여 중력의 영향을 제거한 가속도 측정값을 통해 자전거의 주행상태를 추정한다(S130).
앞서 가속도계에서 측정한 가속도 측정값에서 중력 보상 알고리즘을 적용하여 중력의 영향을 제거함으로써, 자전거가 이동하고 있는지 여부는 물론, 자전거가 가속 상태에 있는지 감속 상태에 있는지를 추정할 수 있다. 또한, 관성 측정부가 자이로스코프를 포함하는 경우, 가속도계와 자이로스코프의 융합을 통해 자전거의 자세(예를 들어, 자전거가 경사면을 따라 이동하는 경우 그 기울기)를 추정할 수도 있다.
이와 같이 자전거의 주행상태를 추정하게 되면 이를 바탕으로 후미등의 조명을 제어한다(S140).
기본적으로, 본 실시예에 따른 후미등의 조명은 후방에서의 추돌을 방지하기 위하여 자전거의 감속 여부와 그 정도를 후방에 알리는 방식으로 제어된다. 구체적으로, 자전거가 감속하는 것으로 추정되는 경우에는, 조명을 점등 내지 점멸하는 방식으로 감속 상태에 있음을 후방에 알릴 수 있고, 감속의 정도에 따라 조명의 밝기(예를 들어, 급정거하는 경우 조명을 밝게 함) 또는 점멸의 주기(예를 들어, 급정거하는 경우 점멸의 주기를 짧게 하여 빨리 깜빡이도록 함)를 변화시킬 수 있다. 한편, 자전거가 일정한 속도로 이동하거나 가속하는 것으로 추정되는 경우에도, 특히 야간이나 건물 내부와 같이 주위가 어두운 경우에는, 일정한 패턴으로 조명을 점등 내지 점멸할 수 있다.
본 실시예에 따른 후미등의 조명 제어는 조명의 밝기, 점멸의 주기를 변화시키는 것 이외에, 점등의 시기, 점등되는 조명의 개수, 조명의 색상 등을 변화시키는 등의 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
자전거의 주행상태에 따라 점등 내지 점멸하는 조명의 패턴은 미리 설정되어 있을 수 있으며, 또는 사용자에 의해 다양한 형태로 설정될 수도 있다. 예를 들어, 자전거 사용자(탑승자)는 사용자 단말기(예컨대, 스마트폰)에서 직접 후미등의 조명 패턴을 입력하고, 입력한 조명 패턴을 블루투스 등의 무선 통신으로 후미등에 전송하여 조명 패턴을 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 자전거 후미등의 조명 패턴을 설정하기 위한 사용자 단말기의 모습을 예시적으로 나타내는 도면으로, 이를 참조하면 사용자 단말기(200)에서 조명 패턴을 입력하기 위한 화면에는 후미등의 조명 배치도(210)와 설정 항목(220)이 표시될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 조명 배치도(210)에서 조명을 하나 이상 선택할 수 있고, 선택한 조명에 대하여 설정 항목(220)에서 입력하고자 하는 항목(예를 들어, 색상(color), 밝기(brightness))을 선택하여 조정할 수 있다. 다만, 사용자 단말기(200)를 통해 입력되는 항목은 도 4에 도시된 색상, 밝기에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 점멸 내지 조명 색상 및 밝기 변화의 주기, 각 조명의 점등 시기 등의 다양한 항목을 입력할 수 있도록 구현될 수 있다.
이렇게 사용자 단말기(200)에서 조명 패턴의 입력이 완료된 후에는 사용자 단말기(200) 상에서 조명 패턴을 확인할 수 있으며, 입력된 조명 패턴은 블루투스 등의 무선 통신을 통해 자전거의 후미등(100)에 전송될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 후미등(100)의 통신부(140)에서 사용자 단말기(200)에서 설정된 조명 패턴을 수신하고, 이를 조명 관리부(130)로 전달함으로써, 자전거의 주행상태에 따라 사용자가 설정한 패턴으로 조명의 점등 또는 점멸이 이루어지게 된다.
한편, 다수의 자전거 후미등 사이의 동기화(time synchronization)를 위해 조명 패턴과 동기 데이터가 자전거 후미등 사이에서 송/수신될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 자전거 후미등에서 데이터 신호를 다른 자전거로 전송하는 모습을 나타내는 도면으로서, 본 실시예에서는 자전거 후미등 사이의 별도의 연결 없이 하나의 자전거 후미등에 설정된 조명 패턴을 불특정 다수의 자전거 후미등으로 전송하여 패턴의 동기화가 이루어질 수 있다.
구체적으로, 하나의 자전거 후미등에 기준 조명 패턴, 예를 들어 미리 설정된 기본(default) 조명 패턴이나 사용자가 설정한 조명 패턴이 설정되어 있고, 다른 자전거의 사용자들이 동일한 조명 패턴을 설정하고자 하는 경우, 기준 조명 패턴이 설정된 자전거 후미등에서 패턴 정보를 브로드캐스트(broadcast) 전송할 수 있고, 이와 동기화하고자 하는 자전거 후미등에서는 데이터 신호를 스캔(scan)할 수 있다. 이때, 동기화하는 패턴 정보는 단순히 점등 내지 점멸되는 패턴의 형상뿐만 아니라 이를 점멸하는 주기 등을 포함하는데, 이의 동기화를 위하여 기준 패턴이 설정된 자전거 후미등에서 브로드캐스트 전송하는 데이터 신호는 패턴 정보 이외에 시간 동기화를 위한 동기(synchronizing) 데이터도 포함한다.
이러한 동기화를 통하여, 자전거 후미등 사이의 직접적인 연결 없이도 다수의 자전거 후미등의 조명 패턴 설정이 가능하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 자전거의 주행상태에 관한 정보는 후미등의 조명을 제어하는데 사용될 수 있고, 후미등의 조명을 제어하는데 있어서 사용자가 사용자 단말기를 통하여 조명 패턴을 직접 설정할 수 있다. 또한, 하나의 자전거 후미등에 설정된 조명 패턴은 별도의 연결없이 다른 자전거 후미등과 동기화가 이루어질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 자전거의 주행상태에 관한 정보는 후미등의 조명을 제어하는데 사용되는 동시에 사용자 단말기로 전송될 수 있다(S150).
상술한 바와 같이, 자전거 후미등은 블루투스 등의 무선 통신을 통해 사용자 단말기로 데이터 전송이 가능하며, 사용자 단말기에 설치된 애플리케이션을 통하여 자전거의 주행상태에 관한 정보를 사용자에게 알릴 수 있다. 자전거 주행상태에 관한 정보는 자전거의 이동 여부를 포함하는 것으로, 만약 사용자가 자전거를 세워두고 자리를 비운 사이에 자전거의 이동이 감지되는 경우에는 자전거 후미등에서 사용자 단말기를 통해 자전거의 이동이 감지되었음을 사용자에게 알림으로써 자전거의 도난을 방지할 수 있다. 이러한 기능은 사용자가 필요한 경우 활성화할 수 있으며, 해당 기능이 활성화되어 있을 때 자전거의 이동이 감지되면 사용자 단말기에서 진동, 경고음 등을 통해 사용자에게 알릴 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만 도난 방지 기능은 사용자 단말기와 자전거 후미등 사이의 무선 연결(예를 들어, 블루투스 연결)이 두절되는 경우에도 사용자에게 알리도록 설정될 수 있다.
이처럼, 자전거 후미등으로부터 자전거 주행상태에 관한 정보를 사용자 단말기를 통해 사용자에게 알림으로써 자전거의 도난, 분실 등을 사전에 예방할 수 있게 된다.
자전거의 주행상태에 관한 정보를 통해 후미등의 조명을 제어하고 사용자 단말기로 전송한 후에는 다시 관성 측정 단계(S110)로 돌아가 해당 과정을 반복하여 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명은 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 자전거
100: 후미등
110: 관성 측정부
120: 주행상태 추정부
130: 조명 관리부
140: 통신부
150: 제어부
200: 사용자 단말기

Claims (12)

  1. 자전거에 장착되어 후방을 향해 조명이 점등 또는 점멸될 수 있는 자전거 후미등으로서,
    자전거의 가속도를 측정하는 가속도계 및 자전거의 회전을 감지하는 자이로스코프를 포함하는 관성 측정부,
    상기 관성 측정부의 가속도계 및 자이로스코프에서 측정된 값을 기초로 자전거의 주행상태를 추정하는 주행상태 추정부,
    외부의 밝기를 감지하기 위한 조도 센서부,
    상기 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태 및 상기 조도 센서부에서 감지한 외부의 밝기에 따라 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 조명 관리부 및
    외부 기기와 무선 통신하여 데이터의 송수신이 가능한 통신부
    를 포함하고,
    상기 주행상태 추정부에서 측정하는 자전거의 주행상태는 자전거의 가속 및 감속 여부와 그 정도를 포함하며,
    상기 주행상태 추정부는 상기 자이로스코프에서 측정한 정보를 바탕으로 자전거의 자세 또는 중력의 방향을 파악하고, 파악된 자전거의 자세 또는 중력의 방향으로부터 중력의 영향을 산출하며, 상기 가속도계에서 측정된 가속도 값에서 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 추정하는, 자전거 후미등.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주행상태 추정부는 상기 관성 측정부의 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터를 적용하여 중력의 영향을 제거하는, 자전거 후미등.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 저전력 블루투스(BLE)를 포함하는, 자전거 후미등.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신부는 사용자 단말기로부터 주행상태에 따른 조명 패턴을 수신하고,
    상기 조명 관리부는 상기 통신부에서 수신한 조명 패턴을 기초로 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는, 자전거 후미등.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는, 다른 자전거 후미등과 패턴의 동기화가 이루어질 수 있도록, 설정되어 있는 주행상태에 따른 조명 패턴에 관한 데이터 및 시간 동기화를 위한 동기 데이터를 브로드캐스트(broadcast) 전송하거나 다른 자전거 후미등에서 전송되는 조명 패턴 데이터 및 동기 데이터를 스캔(scan)하는, 자전거 후미등.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 주행상태 추정부에서 추정된 자전거의 주행상태에 관한 정보를 사용자 단말기로 전송하여 사용자에게 알리는, 자전거 후미등.
  8. 자전거에 장착되어 후방을 향해 조명이 점등 또는 점멸될 수 있는 자전거 후미등의 제어 방법으로서,
    가속도계를 통하여 자전거의 가속도를 측정하고 자이로스코프를 통하여 자전거의 회전 운동을 측정하는 단계,
    상기 가속도계 및 자이로스코프에서 측정된 값을 기초로 자전거의 주행상태를 추정하는 단계,
    조도 센서를 통해 외부의 밝기를 감지하는 단계 및
    추정된 자전거의 주행상태와 상기 조도 센서를 통해 감지된 외부의 밝기에 따라 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 자전거의 주행상태는 자전거의 가속 및 감속 여부와 그 정도를 포함하며,
    상기 자전거의 주행상태를 추정하는 단계에서는, 상기 자이로스코프에서 측정한 정보를 바탕으로 자전거의 자세 또는 중력의 방향을 파악하고, 파악된 자전거의 자세 또는 중력의 방향으로부터 중력의 영향을 산출하며, 상기 가속도계에서 측정된 가속도 값에서 중력의 영향을 제거하여 자전거의 주행상태를 추정하는, 자전거 후미등의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 자전거의 주행상태를 추정하는 단계에서는, 상기 가속도계에서 측정된 가속도 측정값에 하이 패스 필터 또는 로우 패스 필터를 적용하여 중력의 영향을 제거하는, 자전거 후미등의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    사용자 단말기로부터 주행상태에 따른 조명 패턴을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 후미등의 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는 단계에서는, 사용자 단말기로부터 수신한 상기 조명 패턴을 기초로 조명의 점등 또는 점멸을 제어하는, 자전거 후미등의 제어 방법.
  12. 8항에 있어서, 상기 주행상태를 추정하는 단계에서 추정된 자전거의 주행상태에 관한 정보를 사용자 단말기로 전송하여 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 자전거 후미등의 제어 방법.
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