KR102655282B1 - 스마트 휀스 가로등 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 휀스 가로등 장치에 관한 것으로, 도로의 가장자리에 차량 높이만큼의 낮은 높이로 설치되고 이벤트 발생 시 색온도를 가변하거나 또는 디밍 제어하여 상기 도로의 바닥에 빛을 조사하여 상기 도로의 진입 차량의 운전자에게 전방 보행자 주의를 알리는 휀스 가로등; 및 특정 공간의 보행자 감지 정보 및 상기 휀스 가로등의 설치 구간에 접근하는 차량 진입 감지 정보를 수집하고 감지 결과에 따라 이벤트를 발생하는 제어기를 포함한다.
Description
본 발명은 스마트 가로등 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 과속을 방지하고 보행자의 무단횡단을 방지할 수 있는 스마트 휀스 가로등 장치에 관한 것이다.
전체 교통사고 중 49.2%가 교차로에서 발생하고 있으며, 교차로 교통사고 발생 시간대 대부분이 16~20시 사이에 주로 발생하면서 야간 교차로에서 교통사고를 줄이기 위한 대책이 필요한 상황이다. 정부에서도 도로교통법을 개정하여 횡단보도를 건너는 보행자에 대한 차량 운전자의 보호 의무를 확대하고 있다. 특히, 교차로에서 우회전하는 차량 운전자는 보행자가 횡단보도를 건널 때뿐만 아니라 건너려고 하는 때에도 일시 정지하도록 하여 위반 시 범칙금을 부과하고 있다.
최근에는 보행자의 안전을 지키기 위해 도로 교통 인프라가 직접 보행자를 보호하는 기술이 개발되고 있다.
보행자를 위한 교통안전 시설의 대표적인 예로는, 바닥신호등, 횡단보도등, 횡단보도 스마트 센서, 스마트 횡단보도 등이 있다. 바닥신호등은 신호등과 연계하여 횡단보도 대기선 바닥에 LED(Light Emitting Diode) 패널을 설치해 만든 보행 보조 장치로, 보행대기 중 스마트폰 화면을 보면서 신호에 주의를 기울이지 못하는 보행자에게 신호를 정확하게 인지시켜줄 수 있으나 충격 및 침수에 취약하다는 단점이 있다. 횡단보도등은 횡단보도를 밝게 비추어 운전자가 보행자를 보다 쉽게 식별할 수 있도록 하는 안전시설로, 운전자에게 시각적 정보를 제공할 수 있으나 운전자가 횡단보도를 미리 인지하기에 공간적 거리가 부족하다는 단점이 있다. 횡단보도 스마트 센서는 횡단보도 대기선에 인체 감지 센서를 설치하여 무단 횡단 시 음성 경고를 해줄 수 있으나, 소음 공해로 잦은 민원의 원인이 된다는 단점이 있다. 스마트 횡단보도는 인공지능(AI)을 통해 도로의 위험 상황을 즉각 인지하고 각종 정보제공장치로 정보를 제공해줄 수 있으나, 야간에 카메라로 들어오는 차량 불빛으로 인한 오탐지 등 잦은 오동작 및 설치 비용이 과다하다는 단점이 있다.
운전자를 위한 교통안전 시설의 대표적인 예로는 과속방지턱이 있다. 과속방지턱은 스쿨존 구간 등 일정 도로 구간이나 교통사고가 잦은 지역의 과속 방지 및 감속 주행을 유도할 수 있으나, 운전자가 방지턱 미인지로 근처에서 차량속도를 줄이지 않아서 차량 및 운전자 인명피해가 종종 발생하고 있다.
이러한 교통안전 시설들 대부분은 도로 위 보행자 중심의 안전장치로서 교통사고를 어느 정도 줄일 수 있지만 실질적으로 사고를 유발하는 것은 운전자의 부주의가 주된 원인이 될 수 있다. 따라서, 차량의 부주의로 사고가 발생할 가능성을 줄이기 위한 도로 위 운전자 중심의 안전장치가 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 운전자의 과속을 방지하고 보행자의 무단횡단을 방지할 수 있는 스마트 휀스 가로등 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 교차로 또는 횡단보도와 인접한 차도와 인도 사이의 경계 지면에 안전휀스를 설치하여 보행자의 무단횡단을 방지하고 안전휀스를 따라 조명을 설치하여 차량에게 위험상황을 사전에 알려줌으로써 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 스마트 휀스 가로등 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 색온도를 가변하면서 조명을 제공하여 운전자가 교차로 또는 횡단보도 상에 보행자 주의를 쉽게 인지할 수 있는 스마트 휀스 가로등 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 스마트 휀스 가로등 장치는 도로의 가장자리에 차량 높이만큼의 낮은 높이로 설치되고 이벤트 발생 시 색온도를 가변하거나 또는 디밍 제어하여 상기 도로의 바닥에 빛을 조사하여 상기 도로의 진입 차량의 운전자에게 전방 보행자 주의를 알리는 휀스 가로등; 및 특정 공간의 보행자 감지 정보 및 상기 휀스 가로등의 설치 구간에 접근하는 차량 진입 감지 정보를 수집하고 감지 결과에 따라 이벤트를 발생하는 제어기를 포함한다.
상기 휀스 가로등은 휀스; 상기 도로를 따라 상기 휀스에 일렬 배열되고 서로 전기적으로 직렬 연결되는 복수개의 LED(Light Emitting Diode) 조명; 교류(AC) 전원을 입력받고 직류(DC) 전원으로 변환하여 상기 LED 조명에 동작 전원으로 제공하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 및 상기 LED 조명의 점등(On)과 소등(Off) 동작을 제어하고 점등 상태에서 상기 이벤트 발생에 따라 색온도 가변 또는 디밍 제어를 수행하는 조명제어부를 포함한다.
실시예들 중에서, 스마트 휀스 가로등 장치는 상기 휀스와 상기 LED 조명의 설치 부위에서 상기 휀스에 고정 결합되고 상기 LED 조명을 지지하는 고정 체결부; 및 일단이 상기 LED 조명에 고정 결합되고 다른 일단이 상기 고정 체결부의 상부를 통해 상기 고정 체결부의 내부에 삽입되고 상기 고정 체결부를 따라 상하 이동에 의해 승강 가능하게 결합되어 상기 LED 조명의 높낮이를 조절하는 가동 체결부를 더 포함할 수 있다.
상기 조명제어부는 상기 색온도의 제1 기준온도에서 제2 기준온도까지 단계적으로 변경하면서 조명을 제공하여 상기 휀스 가이드의 설치 구간에 진입한 차량 운전자에게 전방 주의를 경고할 수 있다.
상기 조명제어부는 평상시에 제1 특정 색온도에서 최대 밝기보다 낮은 밝기로 디밍 제어하고, 이벤트 발생시에 상기 제1 특정 색온도 보다 색보임이 잘 나타내는 제2 특정 색온도로 변경하고 상기 제2 특정 색온도에서 최대 밝기로 디밍 제어할 수 있다.
상기 조명제어부는 이벤트 발생시에 차량이 상기 휀스 가로등의 설치 구역을 통과할 때까지 상기 LED 조명의 색온도를 단계적으로 높이거나 또는 복수개의 상기 LED 조명 각각의 색온도를 다르게 조절하여 풀컬러(full color)로 색온도를 변화시킬 수 있다.
상기 제어기는 상기 휀스 가로등의 높이보다 높은 지주식으로 설치되고 교차로 또는 횡단보도의 보행자 감지 및 상기 휀스 가로등의 설치 구간의 차량 접근을 감지하여 상기 이벤트를 발생하고 상기 보행자 감지 여부 및 차량 속도 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 전광판 표시할 수 있다.
상기 제어기는 상기 휀스 가로등과 관제 서버 사이를 중계하는 게이트웨이를 포함하고, 상기 게이트웨이는 상기 휀스 가로등의 이상유무상태정보, 전압, 전류, 디밍제어 및 색온도 정보 중 적어도 하나를 상기 관제 서버에 전송하여 상기 휀스 가로등의 고장 및 상태유무를 모니터링하도록 할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치는 운전자의 과속을 방지하고 보행자의 무단횡단을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치는 교차로 또는 횡단보도와 인접한 차도와 인도 사이의 경계 지면에 안전휀스를 설치하여 보행자의 무단횡단을 방지하고 안전휀스를 따라 조명을 설치하여 차량에게 위험상황을 사전에 알려줌으로써 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치는 색온도를 가변하면서 조명을 제공하여 운전자가 교차로 또는 횡단보도 상에 보행자 주의를 쉽게 인지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 휀스 가로등 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 휀스 가로등을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 제어기를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 LED 조명의 높낮이 조절을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 있는 조명제어부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1의 휀스 가로등을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 제어기를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 LED 조명의 높낮이 조절을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 있는 조명제어부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 휀스 가로등 장치를 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 휀스 가로등을 설명하는 도면이고, 도 3은 도 1의 제어기를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 도로의 가장자리에 낮은 높이로 설치되고 수평으로 도로 바닥에 빛을 조사한다. 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 종래 가로등의 높은 위치로 설치되어 도로 아래로 빛을 비추는 것과는 달리, 대략 차량 높이만큼의 낮은 높이로 설치되어 도로를 가로지르는 수평 방향으로 빛을 비춘다. 여기에서, 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 도로의 주변 가장자리에 휀스 형태로 설치될 수 있다. 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 휀스 가로등(110)과 제어기(130)를 포함하여 구현될 수 있다. 휀스 가로등(110)은 제어기(130)를 통해 관제 서버(200)와 연결될 수 있다.
휀스 가로등(110)은 휀스(210), 적어도 하나의 LED 조명(230), SMPS(Switching Mode Power Supply)(250) 및 조명제어부(270)를 포함할 수 있다.
휀스(210)는 인도와 도로의 경계를 표시하는 구조물이다. 일 실시예에서, 휀스(210)는 우회전 교차로 또는 횡단보도의 차량 진입 방향에 있는 인도와 도로의 경계를 따라 낮은 높이로 설치되고 보행자가 횡단보도를 빗겨서 이동하는 행위(이하, 무단횡단)를 방지할 수 있다. 여기에서, 낮은 높이는 차량 높이만큼에 해당할 수 있다. 휀스(210)는 금속 재질이며 사각 프레임에 다양한 패턴이 형성된 형상을 가질 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 금속 재질에 준하는 강도를 가지는 다양한 재질의 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
LED 조명(230)은 휀스(210)에 설치되고 수평으로 도로 바닥에 빛을 조사할 수 있다. 일 실시예에서, LED 조명(230)은 휀스(210)에 높낮이 조절 가능하게 설치될 수 있다. LED 조명(230)은 휀스(210)의 상단 전면에 도로를 향해 설치될 수 있으며, 상세하게, 하방으로 편향시킨 상태로 도로를 가로지르는 수평 방향으로 고르게 비출 수 있도록 설치되어 차량 운전자의 눈부심을 방지할 수 있음과 동시에 빛의 손실을 최소화시킬 수 있다. LED 조명(230)은 도로를 따라 휀스(210)에 복수개가 일렬로 배열될 수 있으며 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 여기에서, 전기적 배선은 휀스(210)를 구성하는 프레임의 내부를 통해 이루어질 수 있다.
LED 조명(230)은 평상시에 기본적인 조명 기능을 제공하고 횡단보도에 보행자 감지시에 진입 차량의 운전자에게 전방 주의 경고 기능을 제공하는 운전자 알림 조명 장치에 해당할 수 있다. LED 조명(230)은 조명제어부(270)와 연동하여 자동으로 점등 및 소등의 동작을 수행할 수 있고, 평상시 조명과 알림 조명을 구분하여 동작을 수행할 수 있다. 즉, LED 조명(230)은 조명제어부(270)의 제어 신호에 반응하여 고유의 조명 기능을 소정의 영역으로 제공할 수 있고, 이때 LED의 색온도 또는 디밍(dimmimg)을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, LED 조명(230)은 평상시에 3W, 색온도 300K 조명을 도로에 비추다가 교차로 또는 횡단보도에서 보행자가 감지되고 접근하는 차량이 감지되면 10W로 조명 밝기를 조절하여 도로에 비추어 운전자에게 미리 전방의 횡단보도 상황을 인지시킬 수 있다.
LED 조명(230)은 LED 광원의 특성상 조도가 높고 전력소비가 작으며 반영구적인 수명을 가지고 있으나, 필요에 따라 다른 조명으로 대체되어 구현될 수도 있다. LED 조명(230)들은 각각 SMPS(250)에 전원 라인(240)이 연결되고 해당 전원 라인(240)을 통해 SMPS(250)로부터 동작에 필요한 전원을 인가받아 동작할 수 있다. LED 조명(230)들은 통신 및 제어 라인(260)으로 직렬 연결되고 해당 통신 및 제어 라인(260)을 통해 조명제어부(270)에 연결되어 조명제어부(270)에 연동하여 동작할 수 있다.
SMPS(250)는 외부 교류(AC) 전원을 입력받고 LED 조명(230)의 동작에 필요한 직류(DC) 전원으로 변환하고 전원 라인(240)을 통해 LED 조명(230)에 직류(DC) 전원을 공급할 수 있다. 여기에서, 외부 교류(AC) 전원은 제어기(130)로부터 공급될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않는다.
조명제어부(270)은 직렬 연결된 LED 조명(230)들의 동작을 제어할 수 있다. 조명제어부(270)은 기본적으로 LED 조명(230)의 점등(On)과 소등(Off) 동작을 제어할 수 있다. 조명제어부(270)은 LED 조명(230)이 점등된 상태에서 색온도 또는 디밍 제어를 수행할 수 있다. 즉, 조명제어부(270)은 보행자 및 차량 진입 감지 여부에 따라 LED 조명(230)의 색온도를 가변하거나 또는 밝기를 조절하여 진입 차량의 전방에 스포트라이팅(spot lighting)을 제공할 수 있다. 조명제어부(270)은 휀스 가로등(110)이 설치된 교차로 또는 횡단보도에서 보행자가 감지되고 휀스 가로등(110)의 설치 위치에 차량 진입이 감지되면 해당 차량의 전방에 특정 색상 또는 평상시 보다 밝은 빛을 비추어 운전자에게 시각적으로 보행자 주의 경고를 제공할 수 있고, 보행자 또는 진입 차량이 없는 시간에는 LED 조명(230)을 소등하거나 또는 절전 운영으로 전력 낭비를 최소화할 수 있다. 일 실시예에서, 조명제어부(270)은 제어기(130)와 연결되고 제어기(130)에서 수집한 보행자 및 차량 진입 감지 정보에 기초하여 LED 조명(230)의 색온도 또는 디밍 제어를 수행할 수 있다. 여기에서, 조명제어부(270)은 색온도의 제1 기준온도에서 제2 기준온도까지 단계적으로 변경하면서 진입 차량에 보행자 주의 경고를 알리는 조명을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 조명제어부(270)은 진입 차량의 차종에 따라 휀스(210)에 설치되는 LED 조명(230)의 높낮이를 조절하여 소형, 중형, 대형 등 차종에 상관없이 운전자의 시인성을 확보할 수 있다. 또한, 조명제어부(270)은 색온도를 변경하면서 진입 차량의 전방에 조명을 제공할 수 있다. 이때, 조명제어부(270)은 조명의 밝기가 점증적으로 밝아지도록 색온도를 단계적으로 높여서 운전자의 눈의 피로를 줄이면서 밝은 조명을 제공할 수 있다.
색온도는 광원의 색을 절대온도를 이용하여 숫자로 표기한 것을 말한다. 낮은 색온도의 켈빈수치는 빛의 색상이 붉은 색에 가깝고 높은 색온도의 켈빈수치는 파란색에 가까운 색상을 띄게 된다.
조명제어부(270)은 평상시에는 제1 특정 색으로 LED 조명(230)의 색온도를 조절하고 교차로 또는 횡단보도에 보행자가 감지되고 차량 진입이 감지되는 이벤트 발생시에는 제2 특정 색으로 LED 조명(230)의 색온도를 변경하여 운전자 및 보행자 모두에게 이벤트 발생 상황을 알릴 수 있다. 여기에서, 제2 특정 색은 제1 특정 색보다 색보임이 잘 나타나는 색온도로 지정될 수 있다. 예를 들어, 제2 특정 색은 노란색 계열일 수 있다. 조명제어부(270)는 이벤트 발생시에 차량이 휀스 가로등(110)의 조명 구역을 통과할 때까지 LED 조명(230)의 색온도를 단계적으로 높이거나 또는 복수개의 LED 조명(230) 각각의 색온도를 다르게 조절하여 붉은 색에서 파란색까지 풀컬러(full color)로 빛을 도로 바닥에 조사하여 운전자에게 이벤트 상황을 알릴 수 있다.
또한, 조명제어부(270)은 평상시에는 LED 조명(230)의 최대 밝기 대비 30%의 밝기로 디밍 제어하고 이벤트 발생시에는 LED 조명(230)의 최대 밝기로 디밍 제어할 수 있다. 이때, 조명제어부(270)은 차량이 휀스 가로등(110)을 통과하는 동안 LED 조명(230)의 밝기를 점증적으로 증가시키고 통과 시 평상시 밝기로 디밍 제어할 수 있다.
제어기(130)는 휀스 가로등(110)의 주변에 설치되고 교차로 또는 횡단보도의 보행자 감지 및 휀스 가로등(110)의 설치 위치를 기준으로 일정구간 내에 접근 차량 감지 동작을 수행할 수 있다. 제어기(130)는 차량 운전자에게 보행자와 차량속도 정보를 제공할 수 있다. 제어기(130)는 보행자 및 차량 접근 감지 여부에 따라 휀스 가로등(110)에 이벤트 발생을 알릴 수 있다. 이를 위해, 제어기(130)는 레이더 센서(310), 게이트웨이(330) 및 차량정보제공부(350)을 포함할 수 있다.
레이더 센서(310)는 휀스 가로등(110)이 담당하는 영역 내에서 보행자 또는 차량의 이동에 관한 다양한 레이더 감지 정보를 생성하는 장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 레이더 감지 정보는 차선별 차종, 카운트 수, 차량 속도 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 레이더 센서(310)는 FSK(Frequency-Shift Keying, 주파수 편이 변조) 방식으로 사람 및 차량을 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 횡단보도 대기 영역에 보행자 감지 센서를 설치하여 횡단보도를 건너거나 건너려고 대기 중인 보행자를 감지할 수 있다. 여기에서, 보행자 감지 센서는 PIR(Passive Infrared) 센서, 레이더 센서와 지능형 카메라가 결합된 방식 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 센싱 방식이 사용될 수 있다. 보행자 감지 센서는 보행자 감지 결과를 제어기(130)로 전송할 수 있다. 이때, 보행자 감지 센서와 제어기(130) 간에는 지그비(Zigbee), LoRa, 5G, LTE, CDMA 등의 무선 통신 또는 이더넷, RS485, RS232, PLC 등의 유선 통신을 통해 상호 연결될 수 있다.
게이트웨이(330)는 휀스 가로등(110)과 관제 서버(200) 사이를 중계하는 장치에 해당할 수 있다. 게이트웨이(330)는 휀스 가로등(110)과 양방향 Long RF 통신 방식으로 연결될 수 있고, 관제 서버(200)와 양방향 LTE 방식으로 연결될 수 있다. 이때, 휀스 가로등(110)의 조명제어부(270)과 제어기(130)의 게이트웨이(330)는 각각 네트워크의 슬레이브 노드와 마스터 노드의 역할을 수행할 수 있다. 게이트웨이(330)는 휀스 가로등(110)에 설치된 조명제어부(270)로부터 수집되는 정보들을 관제 서버(200)에 전달할 수 있고, 관제 서버(200)는 게이트웨이(330)를 통해 수집된 정보들을 원격으로 모니터링 하고 분석하여 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
차량정보제공부(350)은 차량 운전자에게 보행자와 차량속도 정보를 텍스트, 캐릭터 또는 동영상 등 다양한 시각적 방식으로 제공할 수 있다. 운전자는 휀스 가로등(110)의 설치 구간에 진입하기 전에 차량정보제공부(350)을 통해 횡단보도의 보행자 상황 또는 운행중인 차량 속도를 확인할 수 있고 과속을 방지할 수 있다.
관제 서버(200)는 스마트 휀스 가로등 장치(100)의 동작을 모니터링할 수 있다. 관제 서버(200)는 게이트웨이(330)를 통해 휀스 가로등(110)의 상태정보를 수신하고 고장 및 이상유무를 판단하여 관리자에게 즉각적으로 알려줌으로서 민원 요청 전에 선제적으로 이상 및 고장 상황을 조치할 수 있다. 관제 서버(200)는 다양한 프론트엔드 함수(Front End Function)들을 이용하여 게이트웨이(330)와 연동할 수 있고, 게이트웨이(330)를 통해 수집된 정보를 데이터베이스(DBMS)에 저장하여 관리할 수 있다.
또한, 관제 서버(200)는 관리자 또는 사용자를 위해 전용 사용자 인터페이스를 제공할 수 있으며, 전용 사용자 인터페이스는 관리자 단말 또는 사용자 단말 상에서 동작하는 전용 프로그램(GUI-Program)을 통해 제공될 수 있다. 한편, 이러한 전용 프로그램은 관제 서버(200) 상에서 동작하는 웹 서버(Wed Server)와 연동하여 다양한 동작들을 수행할 수 있다.
도 4는 도 2의 LED 조명의 높낮이 조절을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, LED 조명(230)은 휀스(210)에 설치된다. LED 조명(230)은 조명제어부(270)의 제어에 따라 높낮이가 조절될 수 있다. 이를 위해, 휀스(210)와 LED 조명(230)의 설치 부위에는 고정 체결부(410)와 가동 체결부(430)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고정 체결부(410)는 휀스(210)에 고정 결합되어 LED 조명(230)을 지지하며 내부에 가동 체결부(430)가 삽입될 수 있다. 가동 체결부(430)는 일단이 LED 조명(230)에 고정 결합되고 다른 일단이 고정 체결부(410)의 상부를 통해 고정 체결부(410) 내에 삽입되고 고정 체결부(410)를 따라 상하 이동에 의해 승강 가능하게 결합될 수 있다. 가동 체결부(430)는 조명제어부(270)의 제어에 따라 가동되어 고정 체결부(410)를 따라 상하 이동하여 LED 조명(230)의 높낮이를 조절할 수 있다.
고정 체결부(410)는 내부에 가이드를 제공하여 가동 체결부(430)의 수직 이동을 가이드하여 차종에 따라 맞춤 높이를 제공할 수 있다. 여기에서, 가이드는 레일을 이용한 LM 가이드로 구성될 수 있다.
조명제어부(270)는 접근 차량의 차종 또는 차선에 따라 복수개의 LED 조명(230) 각각을 높낮이를 선택적으로 조절할 수 있다. 또한, 조명제어부(270)는 차량의 통과 시 LED 조명(230)을 원 위치로 복귀시킬 수 있다.
도 5는 도 2에 있는 조명제어부의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5을 참조하면, 조명제어부(270)는 LED 조명(230)의 동작을 제어할 수 있고 게이트웨이(330)를 통해 관제 서버(200)와 연결될 수 있다. 이를 위해, 조명제어부(270)는 제어 모듈(MCU), 디밍제어 모듈(510), 누전차단/무감전 모듈(530) 및 암호 모듈(550)을 포함하여 구현될 수 있다.
디밍제어 모듈(510)은 디밍제어를 수행하는 DC 디밍(DC Dimming) 모듈, 전류 센서 및 DC 디밍 모듈에 전류를 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있다. 조명제어부(270)는 별도의 DC 전원이 없이도 SMPS DC 전원을 이용하여 감지 동작 및 디밍 제어를 수행할 수 있다.
누전차단/무감전 모듈(530)은 누전 차단 회로와 감전방지/무감전 회로를 포함하여 구현될 수 있으며, 디밍제어 모듈(510)의 SMPS의 인입부에 연결되는 누전 차단 회로를 통해 외부에서 스마트 휀스 가로등 장치(100)로 제공되는 전기를 차단할 수 있다. 또한, 누전차단/무감전 모듈(530)은 감전방지/무감전 회로를 통해 우천 시 감전 및 누전 사고를 예방할 수 있다.
암호 모듈(550)은 데이터 통신 과정에서 발생하는 보안 상의 위협으로부터 데이터를 보호하고 시스템의 안전을 강화하기 위하여 다양한 암호화 기능을 제공할 수 있다. 특히, 암호 모듈(550)은 KCMVP(Korea Cryptographic Module Validation Program) 검증필 암호 모듈로 구현될 수 있다. 여기에서, KCMVP 검증필 암호 모듈은 KCMVP 검증필을 획득한 암호 모듈에 해당할 수 있고, 국가, 공공기관 정보통신망에서 소통되는 자료 중에서 비밀로 분류되지 않은 중요정보의 보호를 위해 사용되는 암호의 안정성과 구현 적합성에 관한 검증을 통과한 암호 모듈에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 조명제어부(270)는 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보를 저장하는 내부 메모리(EEPROM)를 더 포함하여 구현될 수 있다. 여기에서, 지역 식별 정보는 해당 위치의 지역 정보로서 지역 ID로 표현될 수 있고, 위치 좌표 정보는 GPS 좌표 정보에 해당할 수 있다. 즉, 스마트 휀스 가로등 장치(100)에 대한 통합 관제 및 원격 제어를 위해 각 스마트 휀스 가로등 장치(100)를 식별할 필요가 있고, 조명제어부(270)에 저장된 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보는 스마트 휀스 가로등 장치(100)를 식별하기 위한 정보로 활용될 수 있다.
예를 들어, 조명제어부(270)는 동작 상태를 보고하거나 특정 이벤트 발생을 보고하는 경우 내부 메모리에 저장된 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보를 보고 데이터와 함께 무선 송출할 수 있으며, 관제 서버(200)는 특정 스마트 휀스 가로등 장치(100)에 대한 동작 및 제어 명령을 전송하는 경우 해당 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보를 함께 전송할 수 있다.
게이트웨이(330)는 조명제어부(270)와 양방향 Long RF 통신을 통해 휀스 가로등(110)의 이상유무상태정보, 전압, 전류, 디밍제어 및 색온도 정보를 받아 관제 서버(200)에 전송할 수 있다. 관제 서버(200)는 게이트웨이(330)로부터 휀스 가로등(110)의 상태정보를 수신하고 고장 및 상태유무를 판단하여 즉각적인 상황조치를 할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 도로의 가장자리에 낮은 높이로 휀스 가로등(110)이 설치되어 도로를 가로지르는 수평 방향으로 바닥에 빛을 조사한다. 휀스 가로등(110)의 일측에는 제어기(130)가 설치되어 휀스 가로등(110)의 동작을 제어한다.
휀스 가로등(110)은 높은 위치에서 보다 넓은 지역에 조명을 공급하는 등주식 가로등과 달리 차도와 접한 인도에 설치된 휀스(210)에 LED 조명(230)이 설치되는 낮은 가로등에 해당할 수 있다.
일반적 낮은 가로등은 운전자의 눈높이와 유사한 높이에 조명이 위치해 등주식 가로등 보다 낮은 전력소비, 빛공해 저감, 유지 및 보수 편의성 등으로, 특히 우천 또는 안개 시 운전자 시인성 개선을 위해 설치되어 운영되고 있다.
여기에서, 휀스 가로등(110)은 휀스(210)에 LED 조명(230)이 설치되고 평상시에는 제1 특정 색온도 및 밝기로 도로에 빛을 비추다가 제어기(130)에서 교차로 또는 횡단보도에서 보행자가 감지되고 접근하는 진입차량이 감지되는 이벤트 발생 시 LED 조명(230)을 제2 특정 색온도 및 밝기로 가변시켜 도로에 빛을 비춤으로써 운전자에게 전방에 교차로 또는 횡단보도가 있으면 보행자가 있음을 미리 알려줄 수 있다. 운전자는 휀스 가로등(110)의 설치 구역에 진입하기 전에 교차로 또는 횡단보도의 보행자를 사전 인지하여 차량의 속도를 줄이는 등 전방 주의하여 교통사고를 예방할 수 있다.
제어기(130)는 휀스 가로등(110)의 일측에 지주식으로 설치되고 레이더 센서(310), 게이트웨이(330) 및 차량정보제공부(350)를 포함할 수 있다. 제어기(130)는 레이더 센서(310)를 통해 보행자 및 접근 차량을 감지하여 이벤트를 발생할 수 있다. 제어기(130)는 휀스 가로등(110)에 접근하는 차량이 휀스 가로등(110)의 설치 구역에 진입하기 전에 차량정보제공부(350)를 통해 차량 운전자에게 텍스트, 음성 또는 이미지 중 적어도 하나의 형태로 보행자 감지 여부 및 해당 차량의 속도 정보를 제공할 수 있다. 제어기(130)는 게이트웨이(330)를 통해 휀스 가로등(110)과 관제 서버(200) 사이를 중계할 수 있으며, 휀스 가로등(110)에 이벤트 발생을 알려 색온도 가변 또는 디밍 제어가 수행되도록 할 수 있다. 또한, 제어기(130)는 게이트웨이(330)를 통해 휀스 가로등(110)의 상태정보를 관제 서버(200)에 전송하여 고장이나 이상에 대한 즉각적인 조치가 수행되도록 할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치에서 수행되는 동작 과정을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 스마트 휀스 가로등 장치(100)는 보행자 및 차량 감지 센서를 통해 감지되는 보행자 정보 및 진입차량 정보를 수집할 수 있다(단계 S710). 여기에서, 보행자 정보는 교차로 또는 횡단보도에서 이동하거나 대기 이동 대기중인 보행자의 유무를 포함할 수 있다. 진입차량 정보는 휀스 가로등(110)의 설치 구역으로부터 일정거리 떨어진 구역으로부터 해당 설치 구역을 향해 접근하는 차량의 유무 및 속도, 차선 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 제어기(130)는 보행자 및 차량 감지 센서와 지그비(Zigbee), LoRa, 5G, LTE, CDMA 등의 무선통신 또는 이더넷, RS485, RS232, PLC 등의 유선통신을 통해 감지 결과를 송수신할 수 있다.
스마트 휀스 가로등 장치(100)는 제어기(130)를 통해 수집된 정보를 기초로 보행자 정보 및 진입차량의 속도 정보를 운전자에게 제공할 수 있다(단계 S730). 제어기(130)는 진입차량이 휀스 가로등(110)에 진입하기 전에 전광판에 보행자 감지 여부, 현재 차량 속도를 텍스트 또는 이미지 등으로 표시할 수 있다.
스마트 휀스 가로등 장치(100)는 휀스 가로등(110)을 통해 평상시에 지정된 제1 특정 색온도 및 밝기의 조명을 도로에 비추다가 보행자가 감지되고 접근하는 차량이 감지되면 색온도 가변 또는 디밍 제어를 통해 운전자에게 전방 주의를 알릴 수 있다(단계 S750). 휀스 가로등(110)은 제어기(130)의 제어에 따라 전방 주의를 뜻하는 제2 특정 색온도 및 밝기의 조명을 도로에 비추어 운전자에게 전방 주의 경고를 전달할 수 있다. 운전자는 휀스 가로등(110)의 조명 변화를 통해 횡단보도를 사전 인지하고 속도를 줄여 과속을 방지할 수 있다. 보행자 또한, 휀스 가로등(110)의 조명 변화를 통해 차량의 접근을 사전 인지하고 무단횡단이나 성급한 보행을 하지 않는 등 보행 주의를 할 수 있다.
일 실시예에 따른 스마트 휀스 가로등 장치는 도로와 접한 인도 상에 설치하여 보행자 및 접근 차량을 감지하여 해당 접근 차량의 운전자에게 위험 상황을 사전에 알려줌으로써 운전자 중심의 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 평상시에는 밝기를 30%로 운영하고 보행자가 감지되었을 때 밝기를 100%로 운영함으로써 소비전력을 최소화할 수 있고 특히 차량 통행이 적은 지역에서 에너지 절약을 하며 효율적으로 운영할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 스마트 휀스 가로등 장치
110: 휀스 가로등 130: 제어기
200: 관제 서버
210: 휀스 230: LED 조명
240: 전원 라인
250: SMPS(Switching Mode Power Supply)
260: 통신 및 제어 라인 270: 조명제어부
310: 레이더 센서 330: 게이트웨이
350: 차량정보제공부
410: 고정 체결부 430: 가동 체결부
510: 디밍제어 모듈 530: 누전차단/무감전 모듈
550: 암호 모듈
110: 휀스 가로등 130: 제어기
200: 관제 서버
210: 휀스 230: LED 조명
240: 전원 라인
250: SMPS(Switching Mode Power Supply)
260: 통신 및 제어 라인 270: 조명제어부
310: 레이더 센서 330: 게이트웨이
350: 차량정보제공부
410: 고정 체결부 430: 가동 체결부
510: 디밍제어 모듈 530: 누전차단/무감전 모듈
550: 암호 모듈
Claims (8)
- 도로의 가장자리에 차량 높이만큼의 낮은 높이로 설치되는 휀스; 상기 휀스에 높낮이 조절 가능하게 설치되는 복수개의 LED(Light Emitting Diode) 조명; 상기 LED 조명에 동작 전원을 제공하는 SMPS(Switching Mode Power Supply); 및 상기 LED 조명의 점등(On)과 소등(Off) 동작을 제어하고 점등 상태에서 이벤트 발생 시 색온도 가변 또는 디밍 제어를 수행하는 조명제어부를 포함하여 평상시 가로등 조명을 제공하고 상기 이벤트 발생시 상기 도로의 진입 차량의 운전자에게 전방 보행자 주의를 알리는 알림 조명을 제공하는 휀스 가로등; 및
상기 휀스 가로등과 관제 서버 사이를 중계하는 게이트웨이를 포함하고 특정 공간의 보행자 감지 정보 및 상기 휀스 가로등의 설치 구간에 접근하는 차량 진입 감지 정보를 수집하고 감지 결과에 따라 이벤트를 발생하는 제어기를 포함하고,
상기 조명제어부는
KCMVP(Korea Cryptographic Module Validation Program) 검증필 암호 모듈 및 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보를 저장하는 내부 메모리를 포함하여 동작 상태 또는 이벤트 발생 보고시 상기 지역 식별 정보와 위치 좌표 정보를 보고 데이터와 함께 무선 송출하고, 차종에 따른 운전자의 시인성 확보를 위해 상기 진입 차량의 차종에 따라 상기 LED 조명의 높낮이를 조절하며,
상기 조명제어부 및 상기 게이트웨이는 각각
네트워크의 슬레이브 노드 및 마스터 노드로 연결되어 상기 게이트웨이에서 상기 휀스 가로등의 이상유무상태정보, 전압, 전류, 디밍제어 및 색온도 정보 중 적어도 하나를 상기 관제 서버에 전송하고 상기 휀스 가로등의 고장 및 상태 유무를 모니터링하도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 휀스와 상기 LED 조명의 설치 부위에서 상기 휀스에 고정 결합되고 상기 LED 조명을 지지하는 고정 체결부; 및
일단이 상기 LED 조명에 고정 결합되고 다른 일단이 상기 고정 체결부의 상부를 통해 상기 고정 체결부의 내부에 삽입되고 상기 고정 체결부를 따라 상하 이동에 의해 승강 가능하게 결합되어 상기 LED 조명의 높낮이를 조절하는 가동 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조명제어부는
상기 색온도의 제1 기준온도에서 제2 기준온도까지 단계적으로 변경하면서 조명을 제공하여 상기 휀스 가로등의 설치 구간에 진입한 차량 운전자에게 전방 주의를 경고하는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조명제어부는
평상시에 제1 특정 색온도에서 최대 밝기보다 낮은 밝기로 디밍 제어하고, 이벤트 발생시에 상기 제1 특정 색온도 보다 색보임이 잘 나타내는 제2 특정 색온도로 변경하고 상기 제2 특정 색온도에서 최대 밝기로 디밍 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 조명제어부는
이벤트 발생시에 차량이 상기 휀스 가로등의 설치 구역을 통과할 때까지 상기 LED 조명의 색온도를 단계적으로 높이거나 또는 복수개의 상기 LED 조명 각각의 색온도를 다르게 조절하여 풀컬러(full color)로 색온도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기는
상기 휀스 가로등의 높이보다 높은 지주식으로 설치되고 교차로 또는 횡단보도의 보행자 감지 및 상기 휀스 가로등의 설치 구간의 차량 접근을 감지하여 상기 이벤트를 발생하고 상기 보행자 감지 여부 및 차량 속도 정보를 텍스트 또는 이미지 형태로 전광판 표시하는 것을 특징으로 하는 스마트 휀스 가로등 장치.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020230115661A KR102655282B1 (ko) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 스마트 휀스 가로등 장치 |
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2023
- 2023-08-31 KR KR1020230115661A patent/KR102655282B1/ko active IP Right Grant
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