KR102292213B1 - 무선통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템 - Google Patents

무선통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에 관한 것으로, 축소 모형으로 제작된 모형 도로에서 주행하는 각 종의 모형 자동차를 안정적으로 제어하고 효율적인 관리하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 모형 자동차의 주행을 제어하는 시스템에 있어서, 감속 또는 정차시 몸체의 후방 측으로 빛을 방출하고 전방의 타 모형 자동차의 감속 또는 정차시 타 모형 자동차에서 방출되는 빛을 수광하며 외부의 통합 관제부와 무선 통신을 수행하여 자신의 현재 상태 또는 조건 정보를 외부의 통합 관제부로 전송하거나 또는 외부의 통합 관제부로부터 원격 제어신호를 수신하고 통합 관제부의 원격 제어신호 또는 수광에 의한 출력신호에 따라 디지털 신호로 모터의 속도를 조절하여 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 조절하는 다수 개의 모형자동차; 및 모형 도로의 일측에 구비되되 각 모형 자동차와의 무선 통신으로 각 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 수집하여 각 모형 자동차별 현재 상태 또는 조건 정보를 한눈에 확인할 수 있는 모니터링 화면을 제공하며 모형 도로 상의 각 모형 자동차를 주행 제어하기 위한 원격 제어신호를 각 모형 자동차로 전달하는 통합 관제부를 포함하여, 모형 도로 내의 모형 자동차 주행 환경을 현실감있게 안정적으로 재현할 수 있게 한다.

Description

무선통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템{Automatic control system for driving miniature cars using wireless fidelity}
본 발명은 무선통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축소 모형(miniature)으로 제작된 전시장 또는 박물관 등의 모형 도로에서 주행하는 각 종의 모형 자동차의 주행을 포터 커플러(photo coupler)와 와이파이(WiFi)를 이용하여 현실감있게 재현할 수 있으면서도 주·야간 설정 상황에서 발생될 수 있는 센서의 오동작을 줄여 모형 자동차 간의 충돌이나 추돌 또는 접촉 등의 사고 없이 안정적으로 모형 자동차의 주행을 자동으로 제어하고 관리할 수 있으며 디지털 방식의 속도 제어를 통해 모터의 고장 방지 및 수명 연장에 기여할 수 있는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 축소 모형으로 제작되는 모형 도시나 모형 마을은 좁은 장소에서 다양하고 특색있는 도시나 마을의 풍경을 집약적으로 표현할 수 있는 장점이 있어 여러 전시장 등에서 전시물로 이용되고 있으며, 최근에는 축소 모형물 제작기술이 발달함에 따라 축소모형의 도시 내에 도로를 만들고 도로 상에서 축소모형의 운송수단(기차, 자동차 등)이 실제와 거의 유사하게 운행될 수 있도록 함으로써, 전시물에 수요자의 관심을 보다 집중시킬 수 있도록 하고 있다.
이와 관련하여, 본 출원인에 의하여 출원된 대한민국 특허출원 제10-2018-0060094호(2018.05.28 출원)에는 적외선 센서를 이용하여 모형 자동차 간의 거리 유지와 속도 조절 및 조도 감지에 의한 각종 표시등을 제어하여 모형 도로에서 모형 자동차의 움직임을 실제 자동차 주행시와 동일하게 재현하고 관리할 수 있게 하는 모형 자동차 자동 제어시스템에 관한 기술이 공지되어 있다.
상기 종래기술에 의하면, 모형 자동차의 몸체 전방과 후방에 각각 적외선 센서를 설치하여, 선행 모형 자동차와 후행 모형 자동차 간에 적외선 송,수신을 통해 차간 거리를 감지하고 모터로 인가되는 전압을 단계적으로 서서히 제어하여 속도를 유지 및 조절하고, 조도 감지에 의한 각종 표시등의 제어를 통해 모형 도로에서 모형 자동차의 움직임을 실제 자동차 주행시와 동일하게 재현하고 관리할 수 있게 하였다.
그러나 상기 종래기술에서는, 전방 차량의 적외선 송신부 또는 후방 차량의 적외선 수신부에 센서 오류 등이 발생되는 경우 전방 차량의 적외선 신호가 후방 차량에 제대로 전달되지 못하여 작동이 제대로 되지 않는 문제가 있었으며, 또한 낮시간 동안 또는 낮시간으로 연출되는 기간 동안에 적외선 수신부가 자외선(햇빛) 등을 받게 되어 심각한 오류를 계속해서 일으키게 되는 등의 문제점이 있었다.
또한 상기 종래기술에서 사용되는 모형 자동차의 속도 조절방식은 모터에 전해지는 전압을 직접적으로 낮추면서 모터의 속도를 낮추는 방식을 사용하고 있기 때문에 모터의 잦은 고장 또는 수명 단축 문제를 초래하며, 모터 고장 등에 따른 교체 작업시 잦은 납땜 등의 고열로 인해 기판이나 다른 부품의 손상 우려가 있었다.
KR 10-2018-0060094(2018.05.28. 출원)
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 축소 모형으로 제작된 전시장 또는 박물관 등의 모형 도로에서 주행하는 각 종의 모형 자동차를 발광다이오드와 포토트랜지스터를 결합한 포토 커플러 및 무선통신(WiFi)을 이용하여 제어함으로써 모형 도로 내의 모형 자동차 주행 환경을 현실감있게 재현할 수 있으면서도 주·야간 설정 상황에서 발생될 수 있는 센서의 오동작을 줄여 모형 자동차 간의 충돌이나 추돌 또는 접촉 등의 사고 없이 안정적으로 모형 자동차의 주행을 제어하고 관리할 수 있으며 디지털 방식으로 모터의 속도를 제어하여 모터의 고장 및 수명 단축을 미연에 방지할 수 있는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 모형 자동차의 움직임을 자동 제어하는 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에 있어서, 감속 또는 정차시 몸체의 후방 측으로 빛을 방출하고 전방의 타 모형 자동차의 감속 또는 정차시 타 모형 자동차에서 방출되는 빛을 수광하며 외부의 통합 관제부와 무선 통신을 수행하여 자신의 현재 상태 또는 조건 정보를 외부의 통합 관제부로 전송하거나 또는 외부의 통합 관제부로부터 원격 제어신호를 수신하고 통합 관제부의 원격 제어신호 또는 수광에 의한 출력신호에 따라 디지털 신호로 모터의 속도를 조절하여 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 조절하는 다수 개의 모형자동차; 및 축소 모형 내에 형성된 모형 도로의 일측에 구비되되 상기 각 모형 자동차와의 무선 통신으로 각 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 수집하여 각 모형 자동차별 현재 상태 또는 조건 정보를 한눈에 확인할 수 있는 모니터링 화면을 제공하며 모형 도로 상의 각 모형 자동차를 관리자에 의한 키입력신호 또는 기설정된 시나리오에 따라 주행 제어하기 위한 원격 제어신호를 각 모형 자동차로 전달하는 통합 관제부를 포함하는, 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템이다.
본 발명에 의하면, 축소 모형으로 제작된 전시장 또는 박물관 등의 모형 도로에서 주행하는 각 종의 모형 자동차를 발광다이오드와 포토트랜지스터 및 무선통신을 이용하여 제어함으로써 모형 도로 내의 모형 자동차 주행 환경을 현실감있게 재현할 수 있으며, 주·야간 설정 상황에서 발생될 수 있는 센서의 오동작을 줄일 수 있도록 하여 모형 자동차 간의 충돌이나 추돌 또는 접촉 등의 사고 없이 안정적으로 모형 자동차의 주행을 제어하고 관리할 수 있고, 또한 디지털 방식으로 모터의 속도를 제어하여 모터의 고장 및 수명 단축을 미연에 방지할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명에 의한 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 전체적인 개념을 설명하기 위하여 예시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 내부 구성을 예시한 블록도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 모형 자동차의 전면 및 후면 구성을 각각 예시한 참고도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에서 모형 긴급차량에 대응하여 작동하도록 모형도로의 노면에 매립 설치된 긴급차량 감지센서와 음향출력부의 설치예를 도시한 참고도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에서 통합 관제부에 의해 가공되는 모니터링 화면의 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 전체적인 개념을 설명하기 위하여 예시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 내부 구성을 예시한 블록도이며, 도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 모형 자동차의 전면 및 후면 구성을 각각 예시한 참고도이며, 도 4는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에서 모형 긴급차량에 대응하여 작동하도록 모형도로의 노면에 매립 설치된 다수 개의 긴급차량 감지센서와 음향출력부의 설치 예를 도시한 참고도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템에서 통합 관제부에 의해 가공되는 모니터링 화면의 예시도로서, 도면에 예시된 바와 같이 본 발명의 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템은, 포토 커플러를 구성하는 발광부(110)와 수광부(120), 전원부(130), 모터(140), 무선 통신부(150), 및 주제어부(160)를 포함하는 모형 자동차(100)와, 통합 관제부(200)로 구성될 수 있고, 특히 발광부(110), 수광부(120), 전원부(130), 모터(140), 무선 통신부(150), 주제어부(160)는 각각의 개별 모형 자동차(100)의 내부에 탑재되어 구현될 수 있다. 이러한 본 발명에서 모형자동차(100)는 광 감지부(170)를 더 포함하여 다른 형태로 구현될 수도 있고, 긴급차량 식별부재(181)를 더 포함하여 또 다른 형태로 구현될 수 있으며, 이를 위해 다수 개의 긴급차량 감지센서(182)와 다수 개의 음향 출력부(183)가 주행로에 더 설치되어 구현될 수 있다.
이러한 본 발명의 각 실시 형태는 축소 모형 내의 모형 도로 위에 형성된 폐루프의 주행로(1)를 따라 모형 자동차를 자동으로 움직이도록 제어하는 모형자동차 주행 제어장치에 적용되어 구현될 수 있으며, 이때 모형 자동차는 모형 트럭, 모형 버스, 모형 승용차, 특수 기능의 모형 구급차, 모형 경찰차, 모형 소방차 등을 포함하는 모형 전시용 자동차 중의 적어도 어느 하나일 수 있다.
이하의 상세한 설명에서는 바람직한 실시 형태의 구성을 참고로 하여 설명하기로 하며, 다른 실시 형태의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
발광부(110)는 포토 커플러를 구성하는 발광소자로서 모형 자동차(100)의 몸체 후방에 부착되며, 모형 자동차의 감속 또는 정차시 주제어부(160)의 제어신호에 의해 구동되어 모향자동차의 몸체 후방 측으로 빛을 방출하도록 구성된다. 본 발명에서 이러한 발광부(110)는 바람직하게 모형 자동차의 몸체 후방의 좌/우측 브레이크등 부착위치에 부착되며 모형 자동차의 감속 또는 정차시 주제어부(160)에서 발생되는 제어신호에 의해 구동되어 브레이크등으로서의 작용하도록 설치되고 발광다이오드 또는 다수 개의 발광다이오드가 조합된 소형 LED 모듈 중의 어느 하나로 구성될 수 있다.
수광부(120)는 포토 커플러를 구성하는 수광소자로서 모형 자동차(100)의 몸체 전방에 부착되며, 수격 거리(d) 이내(예를 들면 수광소자의 수광 범위 이내)에서 주행하는 전방의 타 모형 자동차의 발광부에서 방출되는 빛을 수광하여 출력신호를 발생시키고 그 출력신호를 주제어부(160)에 전달한다. 본 발명에서 이러한 수광부(120)는 발광다이오드 또는 소형 LED 모듈에서 방출되는 빛만을 수광하여 출력을 발생하는 포토 트랜지스터로 구성함으로써, 예를 들면 낮 시간 동안 또는 낮 시간의 연출 기간 동안에 주변에서 유입되는 빛에 의해 수광부가 오동작하는 것을 방지할 수 있게 한다.
전원부(130)는 착탈 및 충,방전 가능한 배터리로서, 모형 자동차의 내부에 탑재되며 모형 자동차의 몸체에 설치되는 각종 센서(예를 들면 발광부와 수광부 등)와 차량 전/후방의 각 종 표시등을 포함하는 시스템 각 부분에 동작 전원을 공급한다. 여기서 표시등은 모형 자동차의 몸체에 각각 설치되는 전조등(11), 방향지시등(12a,12b), 차폭등(13a,13b), 및 경광등(14)을 포함하여 구성될 수 있다.
모터(140)는 모형 자동차의 전륜 또는 후륜 중의 어느 하나를 회전시키기 위해 설치되는 모터로서, 모형 자동차의 몸체 내부에 탑재되며, 전원부(130)에서 동작 전원을 공급받고 주제어부(160)의 모터제어신호에 의해 속도가 제어되어 모형 자동차의 전륜 또는 후륜 구동을 위한 동력을 발생시킨다.
무선 통신부(150)는 모형 자동차의 내부에 탑재되며, 주제어부(160)의 통신제어신호에 의해 외부의 통합 관제부와 무선 통신을 수행하여 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 외부의 통합 관제부(200)로 전송하거나 또는 외부의 통합 관제부(200)로부터 원격 제어신호를 수신하여 주제어부(160)로 전달한다. 여기서 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보는 모형자동차의 실시간 위치정보 및 배터리 잔량정보를 포함할 수 있다.
주제어부(160)는 모형 자동차의 자동 주행과 관련된 전체적인 동작을 주관하는 마이크로프로세서로서, 모형 자동차의 내부에 탑재되며 수광부(120)에서 검출되는 빛의 세기(또는 광량)에 따라 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 감지하여 모터(140) 및 차량 전,후방에 설치된 각종 표시등의 동작을 제어한다. 이를 위해 주제어부(160)에는 수광부에서 검출되는 빛의 세기에 따라 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 감지하고 모터 및 각종 표시등의 동작 전원을 제어할 수 있는 제어 프로그램이 탑재될 수 있다. 또한 이러한 주제어부(10)는 주기적으로 또는 미리 설정된 시간마다 무선 통신부(150)를 통해 외부의 통합 관제부와 통신하도록 설정될 수 있으며, 이를 통해 주제어부(160)는 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 통합 관제부에 전달하거나 통합 관제부의 원격 제어신호를 수신하여 발광부(110)와 모터(140) 및 각종 표시등의 동작 제어에 사용할 수 있다. 이러한 주제어부(160)는 통합 관제부의 원격 제어신호 또는 수광부(120)의 출력신호에 따라 발광부(110)와 모터(140)의 동작을 제어하여 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 조절한다. 또한 이러한 주제어부(160)는 디지털 신호에 의해 모터의 속도를 제어하는 모터 제어부(161)를 더 구비하여, 모터(140)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 모터 제어부(161)는 소형 마이크로프로세서로 구현될 수 있다.
또한 이러한 주제어부(160)는 통합 관제부의 제어에 의해 통합 관제부와의 무선 통신을 중단할 수 있으며, 이와 같이 무선 통신이 중단된 경우 주제어부(160)에서는 통합 관제부에 의한 원격 제어없이 순수 아날로그 방식으로 운영 체제를 전환할 수 있게 된다.
광감지부(170)는 전시장 또는 박물관 내부의 밝기를 감지하는 광센서로서, 모형 자동차의 몸체 상부에 부착되며, 주변 밝기를 감지하여 밤이 연출된 경우에만 동작하여 주제어부(160)로 출력을 전달한다. 이 경우 주제어부(160)는 광 감지부(170)에서 출력이 전달되는 경우 전조등(11) 및 차폭등(13a,13b)에 제어신호를 공급하여 전조등(11)과 차폭등(13a,13b)을 점등 제어하도록 구성될 수 있다.
긴급차량 식별부재(181)는 모형 자동차의 몸체 하부 저면에 부착되며, 모형 자동차가 긴급차량임을 식별하기 위한 식별정보 또는 식별 태그 중의 어느 하나로서, 이러한 긴급차량 식별부재(181)는 소방차, 응급차, 경찰차 중의 어느 하나를 식별하기 위한 식별정보일 수 있다.
긴급차량 감지센서(182)는 모형 도로 내 주행로(1)의 노면 중심선(1a) 상에 일정 간격 이격되게 다수 개가 매립되어 설치되며, 주행로(1) 상을 주행하는 모형 자동차의 긴급차량 식별부재(181)와 반응하여 출력을 발생시킨다. 이러한 긴급차량 감지센서(182)는 마그네트 센서로 구성되어 긴급차량 식별부재(181)가 부착된 모형 자동차가 주행로의 긴급차량 감지센서(182) 매립 위치에 접근 또는 통과시 출력을 발생시켜 음향 출력부(183)에 출력을 전달한다.
다수 개의 음향 출력부(183)는 응급 사이렌 소리 등의 음향 정보를 출력하는 스피커로 구현될 수 있으며, 주행로(1)의 바깥측에 일정 간격 이격되게 설치되되 긴급차량 감지센서(182)가 매설된 주행로(1)의 주변에 설치되며, 기설정된 하나 이상의 음향정보를 저장하고 긴급차량 감지센서(182)의 출력에 의해 구동되어 기저장된 응급 사이렌 소리 등의 음향정보를 기설정된 일정한 시간동안(예를 들면 긴급차량이 해당 주행로를 지나는 일정 시간 동안으로만 한시적으로 설정될 수 있음) 출력한다.
통합 관제부(200)는 축소 모형 내에 형성된 모형 도로의 일측에 구비되되 각 모형 자동차의 주제어부와 무선 통신을 수행하는 무선 통신부를 구비하여 무선 통신으로 각 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 수집하고 각 모형 자동차별 현재 상태 또는 조건 정보를 한눈에 보여줄 수 있는 모니터링 정보를 생성하여 화면으로 제공하며 모형 도로 상의 각 모형 자동차를 관리자에 의한 키입력신호 또는 기설정된 시나리오에 따라 주행 제어하기 위한 원격 제어신호를 각 모형 자동차로 전달한다. 여기서 모니터링 화면에는 모형 자동차의 종류 정보, 모형 도로 내의 현재 위치정보, 배터리 잔량정보 등을 예시할 수 있다.
한편, 이러한 통합 관제부(200)에는 관제실 내에서 무선 통신으로 인한 방해 전파가 많을 경우 무선 송수신을 중단하도록 각 모형 자동차의 주제어부(160)에 제어신호를 하달할 수 있으며, 이와 같이 통합 관제부와 각 모형 자동차 간의 무선 통신이 중단된 경우 각 모형 자동차의 주제어부(160)에서는 통합 관제부(200)에 의한 원격 제어신호 없이 순수 아날로그 방식으로 운영 체제를 전환할 수 있게 된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템의 상세 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 축소 모형 내의 모형 도로 위에 형성된 폐루프의 주행로()에서 도 1에 예시된 바와 같이 전방에서 선행하는 모형 자동차와 후방에서 후행하는 모형 자동차가 동일 차로 내에서 앞,뒤로 나란히 주행하고 있다고 가정할 때, 후행 모형 자동차의 입장에서 수행하는 동작을 예로 들어 설명하기로 한다. 이때 선행 모형 자동차 및 후행 모형 자동차는 모형 트럭, 모형 버스, 모형 승용차, 특수 기능의 모형 구급차, 모형 경찰차, 모형 소방차 등을 포함하는 모형 전시용 자동차 중에서 선택되는 같은 종류 또는 서로 다른 종류의 차량일 수 있으며, 특정한 종류로 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.
상기와 같은 상태에서 주행시 선행 모형 자동차의 뒷 부분에 부착되어 있는 발광부에서 빛이 방출되면, 이때 방출되는 빛은 후행 모형 자동차의 전방에 부착된 수광부(120)가 수광 가능 거리 이내에 들어오기 이전까지는 후행 모형 자동차가 이를 감지할 수 없으며, 두 차량 간의 간격이 후행 모형 자동차의 수광부의 수광 가능거리 이내에 들어오게 되면 후행 모형 자동차는 선행 모형 자동차의 뒷 부분에 부착되어 있는 발광부에서 방출하는 빛을 수신하여 작동할 수 있게 된다.
후행 모형 자동차의 수광부(120)가 선행 모형 자동차의 발광부에서 방출된 빛을 감지하게 되면 출력을 발생시켜 그 출력신호를 주제어부(160)로 전달하게 된다.
이후 후행 모형 자동차의 주제어부(160)는 앞차와의 차간 거리가 수광 거리 이내로 가까워졌음을 인식하고, 모터 속도를 제어하기 위한 디지털 신호를 모터 제어부(161)에 출력하여 모터 제어부(161)를 통해 모터(140)의 속도를 줄일 수 있게 되고, 이로써 후행 모형 자동차는 주행 속도를 점차 줄여 천천히 정지할 수 있게 된다. 이때 모터 제어부(161)는 디지털 신호를 이용하여 모터 속도를 제어할 수 있게 되므로 실제 자동차에서 브레이크를 밟는 것과 같이 서서히 멈추는 효과를 연출할 수 있을 뿐만 아니라 전압 가변에 의한 모터의 직접 구동 동작을 배제할 수 있어 모터의 고장 방지 및 수명 단축 문제를 해결할 수 있게 된다.
한편, 후행 모형 자동차가 수광부(120)에서 앞 차량의 빛을 감지하게 되었을 때 주제어부(160)는 상기와 같은 모터의 제어 동작과 동시에 후방의 발광부(110), 즉 브레이크등에도 전류를 보낼 수 있도록 전원부(130)를 제어함으로써 실제 자동차가 브레이크를 밟았을 때 브레이크등이 점등되는 것과 동일한 모습을 연출할 수 있게 한다. 이와 같은 원리는 모형 자동차(모형 트럭, 모형 버스, 모형 승용차, 모형 구급차, 모형 경찰차, 모형 소방차 등)등의 모형 전시장 등에 들어가는 모든 작동 모형 자동차에 적용할 수 있을 것이다.
이와 아울러 주제어부(160)에서는 주기적으로 또는 미리 설정된 시간마다 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 무선 통신부(150)를 통해 외부의 통합 관제부(20)로 전달하게 되므로, 통합 관제부(200)에서는 각 모형 자동차와의 무선통신으로 각 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 수집할 수 있게 된다.
이렇게 수집된 각 모형 자동차별 현재 상태 또는 조건 정보는 통합 관제부(200)에서 한눈에 보여줄 수 있는 모니터링 정보로 가공되어 모니터 화면으로 제공할 수 있게 되므로, 관리자 또는 사용자로 하여금 통합 관제부(200)와 연결된 모니터 화면을 통해 주행로 상의 모든 모형 자동차의 주행 상태를 확인 및 모니터링할 수 있게 한다.
한편, 상기와 같은 주행시 전시장이나 박물관 내에 밤 시간이 연출(예를 들면, 모형 전시장이나 박물관에서 일정 시간 간격으로 낮과 밤이 번갈아 임의로 연출되도록 설정된 경우)되어 모형 도로의 주변 환경이 어두워지게 되면, 모형 자동차의 광 감지부(170)에서는 일정 조도 이하의 조명을 감지하여 주제어부(160)로 전달하게 되므로, 주제어부(160)에서는 주변이 어두워졌음을 인식하고, 모형 자동차의 전, 후방에 설치된 각 종 표시등, 즉 차량의 전조등(11)과 차폭등(13a,13b)에 전류를 보낼 수 있도록 전원부(130)를 제어하여, 실제 자동차가 야간 주행시 표시등을 점등하는 모습과 동일한 모습을 연출할 수 있게 한다. 이와 동일하게 차량 전,후면의 방향 지시등, 경광등, 비상등 등도 실제 차량의 야간 주행시와 동일하게 표현할 수 있을 것이다.
한편, 소방차, 응급차, 경찰차 등의 긴급차량의 경우에는 몸체 하부 저면에 긴급차량임을 식별하기 위한 긴급차량 식별부재(181)를 부착하고 있으며, 모형 도로 내의 주행로(1)의 노면 중심선(1a) 상에는 일정 간격 이격되게 다수 개의 긴급차량 감지센서(182)가 매립되어 설치되어 있고, 각 긴급차량 감지센서(182)가 매설된 주행로(1)의 주변에는 다수 개의 음향 출력부(183)가 설치되어 있으므로, 따라서 이러한 긴급차량이 모형 도로를 주행하여 긴급차량 감지센서(182)가 매립 설치된 주행로(1) 위를 접근 또는 통과하게 되면, 각 긴급차량 감지센서(182)는 주행로(1) 상을 주행하는 긴급차량의 긴급차량 식별부재(181)와 반응하여 출력을 발생시켜 그와 연결된 각 음향 출력부(183)에 출력을 전달할 수 있게 된다.
따라서 각각의 음향 출력부(183)는 각각의 긴급차량 감지센서(182)의 출력에 따라 구동되어 예를 들면, 긴급차량이 해당 주행로를 지나는 일정한 시간 동안에 한시적으로 응급 사이렌 소리 또는 경광등 소리 등의 음향 정보를 스피커로 출력하여 실제 긴급차량이 주행하는 모습과 동일한 현장감을 연출할 수 있게 된다.
이상의 본 발명에 의하면, 모형 전시장이나 박물관 등의 시설 및 이와 유사한 각종 전시장에서 축소 모형으로 제작된 모형 도시나 모형 마을 내의 모형 도로 상에서 발광다이오드와 포토트랜지스터, 디지털신호에 의한 모터제어, 및 와이파이 무선 통신을 이용하여 모형 자동차의 동작, 모형 차량간의 거리 및 속도조절, 각종 표시등 등을 실제 자동차의 주, 야간 주행시와 똑같이 제어할 수 있게 되므로, 모형 도시나 모형 마을 내부에서의 모형 자동차의 움직임을 보다 현실감있게 재현할 수 있어 목적하는 장소 내에서 관람자의 관심도를 집중시킬 수 있는 이점이 있으며, 또한 모형 자동차 간의 충돌이나 추돌 또는 접촉 등의 사고, 모터의 손상 및 수명 단축 없이 안정적으로 모형 자동차의 자동 주행을 관리할 수 있는 장점을 가진다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : 주행로 1a : 노면 중심선
11 : 전조등 12a,12b : 방향지시등
13a,13b : 차폭등 14 : 경광등
100 : 모형 자동차 110 : 발광부
120 : 수광부 130 : 전원부
140 : 모터 150 : 무선 통신부
160 : 주제어부 161 : 모터 제어부
170 : 광감지부 181 : 긴급차량 식별부재
182 : 긴급차량 감지센서 183 : 음향 출력부
200 : 통합 관제부

Claims (11)

  1. 모형 자동차의 움직임을 자동 제어하는 모형 자동차의 주행 제어시스템에 있어서,
    감속 또는 정차시 몸체의 후방 측으로 빛을 방출하고 전방의 타 모형 자동차의 감속 또는 정차시 타 모형 자동차에서 방출되는 빛을 수광하며 외부의 통합 관제부와 무선 통신을 수행하여 자신의 현재 상태 또는 조건 정보를 외부의 통합 관제부(200)로 전송하거나 또는 외부의 통합 관제부(200)로부터 원격 제어신호를 수신하고 통합 관제부의 원격 제어신호 또는 수광에 의한 출력신호에 따라 디지털 신호로 모터의 속도를 조절하여 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 조절하는 다수 개의 모형자동차(100); 및
    축소 모형 내에 형성된 모형 도로의 일측에 구비되되 상기 각 모형 자동차와의 무선 통신으로 각 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 수집하여 각 모형 자동차별 현재 상태 또는 조건 정보를 한눈에 확인할 수 있는 모니터링 화면을 제공하며 모형 도로 상의 각 모형 자동차를 관리자에 의한 키입력신호 또는 기설정된 시나리오에 따라 주행 제어하기 위한 원격 제어신호를 각 모형 자동차(100)로 전달하는 통합 관제부(200);를 포함하고,
    상기 각 모형 자동차(100)는,
    발광다이오드 또는 소형 LED모듈 중의 어느 하나로 구성되어 차량의 몸체 후방에 부착되며 모형 자동차의 감속 또는 정차시 몸체의 후방 측으로 빛을 방출하는 발광부(110);
    발광다이오드에서 방출되는 빛만을 수광하여 출력을 발생하는 포토 트랜지스터로 구성되어 차량의 몸체 전방에 부착되며 전방의 타 모형 자동차의 감속 또는 정차시 타 모형 자동차의 발광부 빛을 수광하여 출력신호를 발생시키는 수광부(120);
    차량의 몸체에 설치되는 발광부와 수광부, 각종 센서와 차량 전/후방의 각 종 표시등을 포함하는 시스템 각 부분에 동작 전원을 공급하는 전원부(130);
    차량의 몸체 내부에 탑재되며 주제어부(160)에 의해 속도가 제어되어 모형 자동차의 전륜 또는 후륜 구동을 위한 동력을 발생시키는 모터(140);
    차량의 내부에 탑재되며 주제어부(160)에 의해 외부의 통합 관제부와 무선 통신을 수행하여 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 외부의 통합 관제부(200)로 전송하거나 또는 외부의 통합 관제부(200)로부터 원격 제어신호를 수신하여 주제어부(160)로 전달하는 무선 통신부(150);
    차량의 내부에 탑재되어 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보를 무선 통신부(150)를 통해 외부의 통합 관제부로 전달하거나 통합 관제부의 원격 제어신호 또는 수광부(120)의 출력신호에 따라 발광부(110)와 모터(140)의 동작을 제어하여 전방의 선행 모형 자동차와의 이격 거리를 조절하고 광 감지부(170)에서 출력이 전달되는 경우 전조등(11)과 차폭등(13a,13b)에 제어신호를 공급하여 전조등(11)과 차폭등(13a,13b)을 점등 제어하는 주제어부(160);
    모형 자동차의 몸체 상부에 부착되며, 주변 밝기를 감지하여 밤이 연출된 경우에만 동작하여 주제어부(160)로 출력을 전달하는 광감지부(170);
    모형 자동차의 몸체 하부에 부착되며, 특수 차량임을 식별하기 위한 긴급차량 식별부재(181);
    모형 도로 내 주행로(1)의 노면 중심선(1a) 상에 일정 간격 이격되게 매립되어 설치되며, 주행로(1) 상을 주행하는 모형 자동차의 긴급차량 식별부재(181)와 반응하여 출력을 발생시키는 다수 개의 긴급차량 감지센서(182); 및
    주행로(1)의 바깥측에 일정 간격 이격되게 설치되되 상기 다수 개의 긴급차량 감지센서(182)가 매설된 주행로(1)의 주변에 설치되며, 기설정된 하나 이상의 음향정보를 저장하고 상기 긴급차량 감지센서(182)의 출력에 의해 구동되어 기저장된 음향정보를 출력하는 다수 개의 음향 출력부(183);를 포함하고,
    상기 주제어부(160)는,
    상기 디지털 신호에 의해 모터의 속도를 제어하는 모터 제어부(161)를 통해 모터(140)의 동작을 제어하도록 구성되며,
    상기 표시등은,
    모형 자동차의 몸체 전방과 후방 및 상부에 각각 설치되는 전조등(11), 방향지시등(12a,12b), 차폭등(13a,13b), 및 경광등(14)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모형 자동차의 현재 상태 또는 조건 정보는,
    모형 자동차의 실시간 위치정보 및 배터리 잔량정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모형 자동차는,
    모형 트럭, 모형 버스, 모형 승용차, 특수 기능의 모형 구급차, 모형 경찰차, 모형 소방차를 포함하는 모형 전시용 자동차 중의 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 긴급차량 식별부재(181)는,
    소방차, 응급차, 경찰차 중의 어느 하나를 식별하기 위한 식별정보인 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 긴급차량 감지센서(182)는,
    마그네트 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용한 모형 자동차의 주행 자동 제어시스템.
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