KR101995884B1 - Pps 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등에 관한 것으로, 상세하게는 도로 상에 적어도 하나 이상 설치되는 도로안내등에 있어서, 하나 이상의 광원이 형성되는 몸체부; 상기 몸체부에서 내재되며 GPS위성으로부터 신호를 수신하여 시간데이터와 1PPS(Pulse Per Second)신호를 출력하는 수신부; 상기 수신부에서 출력되는 시간데이터와 1PPS신호를 전달받아 상기 광원의 점멸 시간을 동기화하며, 클록 펄스 발진기(clock pulse generator)가 구비되어 동기화된 시간을 기준으로 상기 클록 펄스 발진기의 설정된 클록 펄스에 따라 상기 광원의 점멸 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 수신부 및 제어부에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등{A road guide lamp flickering by PPS synchronization}

본 발명은 1PPS 시각 동기화에 의해 점멸 패턴이 구현되도록 하는 도로안내등에 관한 것이다.

일반적으로 교통 유도 표시등은 상용 전원을 공급받아 작동하게 되며, 곡선 도로 등을 진입하는 차량의 운전자에게 도로를 지리적으로 안내 또는 안전 운전을 유도하도록 도로 상에 복수로 설치된다.

이러한 교통 유도 표시등은 상호 유선 또는 무선 연결되어 각 교통 유도 표시등이 사전에 설정된 제어값에 의해 일괄 또는 순차적으로 점멸 구동되게 제어함으로써 식별력이나 시인성을 갖도록 한다.

그러나 종래 교통 유도 표시등의 경우 타이머의 오차나 노이즈 등에 쉽게 노출됨에 따라 불규칙한 제어신호가 생성될 수 있는 바, 이러한 요인으로 인하여 각각의 표시등의 점등 및 소등 시점의 미세한 차이가 발생하고 결과적으로 불규칙한 점멸 구동이 수행되어 오히려 운전자를 시각적으로 방해하는 요소로 작용하게 되는 문제점이 있다.

특히 복수의 교통 유도 표시등을 일정하게 점멸 구동시키기 위해서는 표시등 간에 별도의 제어 신호선을 포설하여 유선 연결하는 경우가 보편적이지만, 이러한 유선 연결은 시공 과정이 추가되어 시공 시간과 비용이 증가하게 되는 문제점이 있으므로 종래 유선 연결의 문제점과 표시등 간 불규칙한 점멸 구동이 수행될 수 있는 무선 연결 방식의 교통 유도 표시등의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2004-0090233호(2001.10.22.)

따라서 본 발명의 목적은 GPS 위성으로부터 수신되는 시간데이터와 1PPS신호를 기반으로 광원의 점멸 구동에 대한 동기화를 수행하여 광원 간 오차없는 점멸 패턴의 구현으로 시인성이 향상되며, 설정된 시간마다 수행되는 동기화 과정에서 오차 발생에 따른 점멸 구동의 부자연스러움을 방지할 수 있는 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등을 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등은, 도로 상에 적어도 하나 이상 설치되는 도로안내등에 있어서, 하나 이상의 광원이 형성되는 몸체부; 상기 몸체부에서 내재되며 GPS위성으로부터 신호를 수신하여 시간데이터와 1PPS(Pulse Per Second)신호를 출력하는 수신부; 상기 수신부에서 출력되는 시간데이터와 1PPS신호를 전달받아 상기 광원의 점멸 시간을 동기화하며, 클록 펄스 발진기(clock pulse generator)가 구비되어 동기화된 시간을 기준으로 상기 클록 펄스 발진기의 설정된 클록 펄스에 따라 상기 광원의 점멸 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 수신부 및 제어부에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 전원부는, 태양광 에너지로부터 전력을 생산하는 태양전지와 연결되어 상기 태양전지에서 출력된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 가공하여 상기 수신부 및 제어부로 공급하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 제어부는, 설정된 시간 주기로 상기 수신부를 활성화 모드 또는 비활성화 모드로 반복 전환하는 모드전환모듈을 더 포함하는 것이 특징이다.

상기 제어부는, 상기 수신부의 비활성화 모드 시간 동안 이전 동기화에 따른 클록 펄스의 점멸 패턴을 유지하며, 상기 수신부의 활성화 모드 전환 시점에서 신규로 수신되는 시간데이터와 1PPS신호를 기반으로 광원의 점멸 시간을 동기화하면서 과거 점멸 패턴을 리셋하는 리셋모듈을 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 제어부는, 상기 수신부의 활성화 모드 전환 시점에서 과거 동기화 시각과 신규 동기화 시각 간을 비교하여 신규 동기화 시각을 기준으로 과거 동기화 시각의 시간 오차를 검출하는 오차검출모듈 및 상기 오차검출모듈에서 분석된 오차 시간을 적어도 둘 이상으로 균일 분할하고 설정된 신규 클록 펄스 구간마다 분할된 오차 시간을 반영하여 상기 광원이 점멸되도록 보정하는 보정모듈을 더 포함하는 것이 특징이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 도로안내등은 GPS 위성으로부터 수신되는 시간데이터와 1PPS 신호를 이용하여 광원의 점멸 구동에 대한 동기화가 가능하게 되어 안내등 간에 점멸 패턴이 상호 동기됨으로써 곡선 구간 등을 안내하는 도로안내등의 시인성이 향상되는 장점이 있다.

또한 에너지 소모를 최소화하기 위하여 수신부의 전원 공급이 간헐적으로 이루어지도록 하면서 설정된 시간마다 반복적으로 수행되는 동기화 과정에서 발생하는 시간 오차를 복수의 보정 구간을 분할하고 매 점멸 구동시 보정되게 적용함으로써 광원의 점멸 구동이 자연스럽게 구현될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등의 외형을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보정모듈의 보정 구간을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등의 외형을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등의 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등(이하 '도로안내등(1)'이라 칭함)은 곡선 구간 등을 안내하거나 구간 진입을 안전하게 유도하기 위한 목적으로 도로 상에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 도로안내등(1)은 몸체부(10)와 수신부(20)와 제어부(30) 및 전원부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 몸체부(10)는 내부에 수용 공간이 형성되는 관 형상으로 그 재질을 한정하지 않는다.

상기 광원(11)는 상기 몸체부(10)에 하나 이상 구성되어 순차적으로 또는 일괄적으로 점멸될 수 있으며, 각 광원(11)에는 도면에 도시된 바 없으나 외부로부터 제어신호를 입력받아 ON/OFF 점멸 구동을 제어하는 구동모듈이 구비될 수 있다.

상기 광원(11)은 에너지 소모를 최소화할 수 있도록 LED(Light Emitting Diode) 소자를 사용하는 것이 바람직하나 그 종류를 한정하지는 않는다.

상기 광원(11)은 상기 몸체부(10)에서 외부에 노출되게 수용되어 광원(11)의 점멸이 외부로 조사되도록 함으로써 운전자 등이 곡선 도로 등 표시대상영역을 용이하게 시인할 수 있도록 한다.

이러한 광원(11)은 이하에서 설명하는 제어부(30)로부터 출력되는 1PPS신호에 의해 점멸 시각이 동기화 될 수 있다.

상기 제어부(30)는 상기 광원(11)과 함께 각 도로안내등(1)마다 장착되어 시차가 없는 1PPS(Pulse Per Second) 신호를 이용하여 각 도로안내등(1)별 광원(11)의 시각 동기가 이루어지도록 함으로써 오차 없는 점멸 패턴이 각 도로안내등(1)에서 수행되도록 한다.

즉 오차없는 점멸 패턴이 각 도로안내등(1)에서 이루어져 그 만큼 운전자 등에 시인성이 향상되도록 하는 것이다.

상기 수신부(20)는 상기 몸체부(10)에서 내재되며 GPS 위성(2)으로부터 신호를 수신하고, 상기 GPS 위성(2)으로부터 수신한 세계표준시에 해당하는 시간데이터와 매초에 한번씩 1PPS(Pulse Per Second))신호를 출력한다.

상기 수신부(20)에서 출력하는 1PPS 신호는 1초에 1번씩 발생되는 것으로, 이 신호는 각각의 도로안내등(1)에 구성된 수신부(20)가 같은 동기로 이 신호를 출력한다.

한편 GPS는 24개의 GPS 위성을 이용하여 전 세계 하루 24시간 이용이 가능하고, 무제한 수의 사용자가 이용이 가능한 시스템으로 위성이 4개 이상 찾아지면 3차원 위치 및 시간해를 구할 수 있는 시스템이다.

상기 수신부(20)에서 출력되는 1PPS 신호는 상기에서 언급한 바와 같이 시간차가 작아 원격에서 복수의 도로안내등(1)의 시각 동기를 수행하도록 사용되는 것이다.

상기 제어부(30)는 상기 수신부(20)에서 출력되는 시간데이터와 1PPS신호를 전달받아 상기 광원(11)의 점멸 시각을 동기화하며, 클록 펄스 발진기(clock pulse generator)(100)가 구비되어 동기화된 시간을 기준으로 상기 클록 펄스 발진기(100)의 설정된 클록 펄스에 따라 상기 광원의 점멸 구동을 제어한다.

상기 클록 펄스 발진기(100)는 상기 수신부(20)로부터 1PPS신호를 전달받아 동기 클록을 발생시켜 광원(11)의 시각 동기를 수행함과 더불어 설정된 시간마다 발생하는 클록 펄스 신호를 기반으로 제어신호를 생성하여 각 광원(11)의 구동모듈로 전송함으로써 광원(11)이 클록 펄스 신호에 연동하여 점멸 구동될 수 있도록 한다.

상기 클록 펄스 발진기(100)의 클럭펄스의 주파수는 적용하는 동기 정밀도에 따라 적절하게 적용할 수 있으며, 바람직하게는 10³ 내지 10⁹ Hz 범위 내의 주파수를 적용할 수 있다.

또한 상기 제어부(30)의 시각 동기는 설정된 시간 주기 예를 들면 비교적 짧은 시간 단위로 수행되도록 함으로써 클록 펄스 발진기(100)의 장시간 클록 펄스 발생에 따른 시간 오차가 최소화될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 전원부(40)은 본 발명의 도로안내등(1)에서 요구되는 전력을 공급한다.

상기 전원부(40)는 태양광 에너지로부터 전력을 생산하는 태양전지(3)에서 출력된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 각각의 구동 요소 즉 상기 수신부(20)나 제어부(30) 등에 대응되는 전압으로 변환하여 제공할 수 있다.

또상 상기 전원부(40)은 앞서 언급한 실시 예와는 달리 내장된 배터리를 구비하고 상기 배터리로만 가동되게 구축되거나, 태양전지(3) 외에도 풍력 등 자체 발전 수단에서 생산되는 전력이나 상용전원에 의한 전력을 충전하여 공급하는 등 공지기술에 따른 다양한 실시 예들이 적용될 수 있음은 당연하다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보정모듈의 보정 구간을 나타내는 도면이다.

한편 상기 제어부(40)는 설정된 시간 주기로 상기 수신부(20)를 활성화 모드 또는 비활성화 모드로 반복하여 전환하는 모드전환모듈(110)을 더 포함할 수 있다.

즉 본 발명의 제어부(40)에서는 태양전지(3)로부터 전력을 충전하는 상기 전원부(40)의 전력 공급 특성상 불필요한 에너지 소모를 최소화할 수 있도록 상기 수신부(20)에 대한 전력 공급을 선택된 시간에만 수행될 수 있도록 하는 것이다.

상기 수신부(20)의 비활성화 모드 시간 즉 전력 공급이 이루어지지 않은 시간 동안에는 상기 광원(11)이 이전 동기화 시점 이후 발생된 클록 펄스에 연동하여 점멸 패턴을 유지되도록 제어한다.

그리고 상기 제어부(40)는 상기 수신부(20)의 활성화 모드 전환 시점에서 신규로 수신되는 시간데이터와 1PPS신호를 기반으로 광원(11)의 점멸 시각을 새롭게 동기화하면서 과거 점멸 패턴을 리셋하도록 하는 리셋모듈(120)을 더 포함할 수 있다.

즉 상기 리셋모듈(120)은 수신부(20)에 의해 새롭게 GPS 위성(2)으로부터 신호를 수신하는 시점에 광원(11)의 이전 점멸 패턴을 초기화한다.

그리고 상기 제어부(40)는 상기 수신부(20)의 활성화 모드 전환 시점에서 과거 동기화 시점 이후 진행된 시각과 신규 동기화 시점 시 시각 간을 비교하여 신규 동기화 시각을 기준으로 과거 동기화 시각 간의 오차 시간을 검출하는 오차검출모듈(130)과, 상기 오차검출모듈(130)에서 분석된 오차 시간을 보정하는 보정모듈(140)을 더 포함할 수 있다.

통상 크리스탈 소재의 클록 펄스 발진기(100)는 정밀도에 있어 차이가 있지만 대부분 미세한 시간 오차가 발생하게 되므로, 본 발명의 보정모듈(140)에서는 이러한 클록 펄스 발진기(100)의 시간 오차를 신규 동기화 과정에서 신규 동기 시간에 맞춰 보정하는 것이다.

특히 상기 보정모듈(140)은 도 4a에 도시된 바와 같이 분석된 오차 시간을 적어도 둘 이상으로 균일하게 분할하도록 하며, 설정된 신규 클록 펄스 발생 구간마다 분할된 오차 시간을 반영하여 상기 광원(11)이 점멸되도록 보정할 수 있다.

도 4a에 의하면 상기 오차검출모듈(130)에서 검출된 오차 시간이 신규 동기 시각보다 빠른 경우, 오차 시간을 4회로 균일 분할한 후 4회의 클록 펄스 발생 구간마다 보정을 수행하는 것을 예로 도시하고 있으나, 본 발명의 보정모듈(140)이 이에 한정되는 것은 아니며 도 4b에 도시된 바와 같이 오차 시간이 느린 경우에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론 시간차의 폭에 따라 보정 구간의 증감이 있을 수 있음은 당연하다.

이와 같이 본 발명의 도로안내등(1)은 보정 시점에 있어 큰 오차 시간이 발생하여도 이를 보정하기 위하여 일시에 광원(11)의 점멸 패턴에 변화를 주지 않을 수 있기 때문에 활성화 모드 또는 비활성화 모드 변환 시점 시 반복되는 시각 동기화 과정에서도 광원(11)의 자연스러운 점멸 구동이 구현되게 할 수 있는 특징이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

1 : 본 발명의 도로안내등 2 : GPS위성
3 : 태양전지
10 : 몸체부 11 : 광원
20 : 수신부 30 : 제어부
40 : 전원부
100 : 클록 펄스 발진기 110 : 모드전환모듈
120 : 리셋모듈 130 : 오차검출모듈
140 : 보정모듈

Claims (5)

1. 도로 상에 적어도 하나 이상 설치되는 도로안내등에 있어서,
   하나 이상의 광원이 형성되는 몸체부;
   상기 몸체부에서 내재되며 GPS위성으로부터 신호를 수신하여 시간데이터와 1PPS(Pulse Per Second)신호를 출력하는 수신부;
   상기 수신부에서 출력되는 시간데이터와 1PPS신호를 전달받아 상기 광원의 점멸 시간을 동기화하며, 클록 펄스 발진기(clock pulse generator)가 구비되어 동기화된 시간을 기준으로 상기 클록 펄스 발진기의 설정된 클록 펄스에 따라 상기 광원의 점멸 구동을 제어하는 제어부; 및
   상기 수신부 및 제어부에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하며,
   상기 제어부는,
   설정된 시간 주기로 상기 수신부를 활성화 모드 또는 비활성화 모드로 반복 전환하는 모드전환모듈을 더 포함하여, 상기 수신부의 비활성화 모드 시간 동안에는 상기 광원이 이전 동기화 시점 이후 발생된 클록 펄스에 연동하여 점멸 패턴이 유지되도록 제어하며,
   상기 수신부의 활성화 모드 전환 시에는 신규로 수신되는 시간데이터와 1PPS신호를 기반으로 광원의 점멸 시각을 새롭게 동기화하면서 과거 점멸 패턴을 리셋하도록 제어하는 제어모듈을 더 포함하여, 수신부에 의해 새롭게 GPS 위성으로부터 신호를 수신하는 시점에 광원의 이전 점멸 패털을 초기화하고,
   상기 수신부의 활성화 모드 전환 시점에서 과거 동기화 시점 이후 진행된 시각과 신규 동기화 시각 간을 비교하여 신규 동기화 시각을 기준으로 과거 동기화 시각 간의 오차시간을 검출하는 오차검출모듈 및 상기 오차검출모듈에서 분석된 오차 시간을 적어도 둘 이상으로 균일 분할하고 설정된 신규 클록 펄스 구간마다 분할된 오차 시간을 반영하여 상기 광원이 점멸되도록 보정하는 보정모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전원부는,
   태양광 에너지로부터 전력을 생산하는 태양전지와 연결되어 상기 태양전지에서 출력된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 가공하여 상기 수신부 및 제어부로 공급하는 것을 특징으로 하는 PPS 동기화에 의해 점멸되는 도로안내등.
   
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