KR20130055873A - Ｃｉｍ/ｂｉｍ기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템 - Google Patents

Ｃｉｍ/ｂｉｍ기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 관한 것으로, 특히 기존의 가로등이 갖는 조명 시설물로서의 한계를 극복하고 가로 주변의 차량 또는 보행자 정보에 따라 조명 밝기를 제어하기 위해 가로등의 기둥 역할을 하는 가로용 폴; 상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로를 밝히기 위한 조명으로 사용되는 조명부; 상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 감지하기 위한 동작영상 처리부; 및 미리 설정된 초기 구동조건에 따라 상기 조명부의 초기 온/오프 구동을 제어하는 가로등 제어부;를 포함하며, 상기 가로등 제어부는 상기 조명부의 초기 온 구동 이후, 상기 동작영상 처리부의 움직임 검출 정보에 따라 크라우디드 모드를 반영하고, 상기 크라우디드 모드 반영에 해당하는 특정 조명 밝기로 상기 조명부의 조도를 제어하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 개시한다.
본 발명은 가로 주변에서 감지되는 차량 또는 보행자 정보에 따라 조도 레벨을 정밀하게 제어함으로써 에너지가 절감되도록 하는 효과를 제공한다. 나아가, 본 발명의 가로등 시스템은 CIM/BIM 기술에 기반하여 도시 공간 및 건축물을 포함하고 있는 대지에 설치된 가로등을 통합적으로 운영 관리할 수 있게 한다.

Description

ＣＩＭ/ＢＩＭ기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템{Smart Streetlight System Having Motion Detection Function Based On CIM/BIM}
본 발명은 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가로 주변의 차량 또는 보행자에 의해 검출되는 움직임 정보에 미리 설정된 크라우디드 모드를 반영하여 조명부의 조도 레벨을 제어하는 것이 가능하도록 해주는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 관한 것이다.
주지하다시피, 가로등이라 함은 가로 교통의 안전과 보행자에 대한 범죄 예방의 보안을 위하여 가로를 따라서 소정 거리를 간격으로 설치된 조명시설을 말한다. 여기서 가로라 함은 차량용 도로의 가는 물론 보행자용 통행로의 가를 모두 포함하는 개념이다.
또한, 가로등이라 함은 가로 주변을 밝히기 위한 조명만을 지칭하기도 하나 상기 조명을 고정하기 위한 가로등 전주(이하에서는 가로용 폴(pole)이라고도 함)를 포함하여 가로등이라고 부르는 것이 일반적이다.
상기와 같은 종래의 가로등은 고속도로, 시가지의 주요 도로, 상업지구 도로, 및 주택지구 도로 등 다양한 장소에 설치되고 있으며, 그에 알맞은 종류의 가로등이 사용되고 있다. 즉, 자동차 또는 사람이 통행하는 길에는 가로를 밝혀주기 위한 가로등이 설치되어 있다고 해도 무방하다.
종래의 가로등의 광원으로는 고압 수은등, 형광등, 나트륨 등, 및 보통의 전구 등이 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 가로등은 도로 곳곳의 가나 유원지 등에 다양한 형태로 설치되어 차량의 교통 안전이나 보행자의 범죄 예방을 위한 보안을 유지함에 일조를 하고 있기는 하지만, 가로를 밝히기 위한 조명 시설로서의 역할 이외의 다른 용도로는 거의 사용되지 못하고 있는 실정이다.
특히, 종래의 가로등은 가로를 밝히기 위한 조명 시설물로서, 가로등의 조명부가 일률적인 조도로 점등 상태를 유지하며, 차량 또는 보행자가 없는 경우에도 점등 시간 동안 계속해서 점등된 상태를 유지하게 됨으로써, 불필요한 전력의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 가로등은 각각이 개별적으로 관리자에 의해 현장에서 직접 확인 관리되는 방식의 시설물로서, 유지보수 및 현장 관리에 많은 불편함이 따르는 문제가 있었다.
따라서, 상기와 같이 다양한 장소에 수없이 설치되는 가로등을 가로를 밝히기 위한 조명 시설물로 사용함에 있어서 가로 주변의 차량 또는 보행자 정보에 따라 조명의 밝기 조절이 가능하며, 스마트 도시가 지향하는 유익한 정보전달의 매체 및 통신수단의 인터페이스로 사용하는 것이 가능한 지능형 스마트 가로등의 개발이 절실히 요구되고 있다.
나아가, CIM(City Information Modeling)과 BIM(Building Information Modeling)에 기반하여, 도시 공간 및 건축물을 포함하고 있는 대지에 설치된 가로등이 통합적으로 운영 관리될 수 있는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템의 개발이 절실히 요구되어 왔다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가로 주변에서 감지되는 차량 또는 보행자 정보에 미리 설정된 크라우디드 모드를 반영하여 특정 조명 밝기로 조명부의 조도 레벨을 제어하는 것이 가능한 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 조명부의 광원으로 사용되는 복수 개의 LED를 소자 개별 또는 소자 단위 모듈로 온/오프하여 구동시킴으로써 조도 레벨의 정밀한 제어가 가능하도록 하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 조명부의 광원으로 사용되는 복수 개의 LED를 소자 개별 또는 소자 단위 모듈로 공급되는 전류량의 조절을 통해 조명의 세기가 가변되도록 함으로써 조도 레벨의 정밀한 제어가 가능하도록 하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 가로 교통의 안전과 보행자에 대한 범죄 예방을 위한 조명 시설물로서 에너지 절감의 효율이 증대되고, 스마트 도시가 지향하는 정보전달 및 통신수단으로 사용하는 것이 가능한 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 가로에 설치되는 복수의 가로등을 유선 또는 무선 통신네트워크로 그룹화하여 관리자에 의해 원격 관리될 수 있도록 하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스마트 가로등을 디지털 콘텐츠 정보를 제공하는 정보전달의 매체로 사용될 수 있도록 하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 스마트 시대에 적합한 도시의 환경친화적인 경관의 도시환경에 부합될 수 있는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가로등의 기둥 역할을 하는 가로용 폴; 상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로를 밝히기 위한 조명으로 사용되는 조명부; 상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 감지하기 위한 동작영상 처리부; 및 미리 설정된 초기 구동조건에 따라 상기 조명부의 초기 온/오프 구동을 제어하는 가로등 제어부;를 포함하며, 상기 가로등 제어부는 상기 조명부의 초기 온(on) 구동 이후, 상기 동작영상 처리부의 움직임 검출 정보에 따라 크라우디드 모드(crowded mode)를 반영하고, 상기 크라우디드 모드 반영에 해당하는 특정 조명 밝기로 상기 조명부의 조도를 제어하는 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 개시한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 의하면, 가로 주변에서 감지되는 차량 또는 보행자 정보에 따라 크라우디드 모드를 반영하여 조명부의 조도 레벨을 정밀하게 제어함으로써 가로등의 불필요한 전력 낭비를 줄이고, 에너지가 절감될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 인접하는 가로등들이 획득한 정보를 공유하는 유무선 통신을 수행함으로써, 보행자 정보의 상황별로 인접하는 가로등들이 조명의 밝기를 조절하여 서로 보완토록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가로등의 조도 레벨의 제어를 통해 설치되는 가로등 사이의 거리를 넓힐 수 있게 됨으로써 가로등의 설치 개수를 줄일 수 있으며, 이를 통한 가로등의 설치 비용 및 관리 비용이 절감되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가로를 밝히기 위한 조명 시설물로서 야간의 가로 교통의 안전과 보행자에 대한 범죄 예방을 위한 조명을 제공함은 물론, 조명이 필요없는 주간에는 지역 정보를 포함하는 다양한 디지털 콘텐츠 정보를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 가로에 설치되는 복수의 가로등을 유선 또는 무선 통신네트워크로 그룹화하여 원격 관리하는 것이 가능하며, 가로등에 할당된 가로등 식별정보를 통한 데이터 통신이 구현될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 조명시설의 기능과 함께 스마트 도시가 지향하는 정보전달의 매체 및 통신수단의 매체로서의 기능을 수행함으로써 스마트 시대에 적합한 도시환경이 구축될 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 나타낸 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 일례로 적용되는 조명부를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 일례로 적용되는 동작영상 처리부의 기능블록도,
도 4는 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 일례로 적용되는 무선통신부를 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명의 크라우디드 모드에 반영되는 조건, 및 조명부의 조도 레벨을 일례로 나타낸 참고도,
도 6은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 나타낸 외부 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 유선 통신네트워크로 구현한 개념도,
도 8은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 무선 통신네트워크로 구현한 개념도 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 나타낸 전체 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 가로용 폴(100), 조명부(200), 동작영상 처리부(300), 가로등 제어부(400), 저장부(500), 정보출력부(600), 및 통신부(700)로 구성될 수 있다.
상기 가로용 폴(100)은 가로등(10)의 기둥 역할을 하며, 가로를 따라 소정의 거리를 간격으로 일정하게 세워져 설치된다. 이때, 상기 가로등(10)의 외부 형상을 구성하는 가로용 폴(100)은 도시의 미관을 고려하여 다양한 형상의 디자인으로 구성될 수 있다.
상기 조명부(200)는 상기 가로용 폴(100)에 배치되어 상기 가로를 밝히기 위한 조명으로 사용되며, 상기 가로 중 차량용 도로를 밝히기 위한 차량용 조명부(201), 및 상기 가로 중 보행자용 통행로를 밝히기 위한 보행자용 조명부(202) 중 어느 하나 또는 조합으로 구성될 수 있다.
즉, 상기 조명부(200)는 가로등(10)이 설치되는 장소 또는 목적에 따라 차량용 조명부(201) 만이 설치되거나, 상기 보행자용 조명부(202) 만이 선택적으로 설치될 수 있으며, 또한 상기 차량용 조명부(201)와 보행자용 조명부(202)가 동시에 설치될 수도 있다.
그리고, 상기 차량용 조명부(201) 및 보행자용 조명부(202) 각각은 조명을 밝히기 위한 광원으로 복수 개의 LED(203)로 구성함이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 일례로 적용되는 조명부를 나타낸 구성도이다.
먼저, 도 2의 (a)는 복수 개의 LED(203)가 설치된 조명부(200)를 나타내며, 상기 복수 개의 LED(203)들은 개별 구동 방식으로 점등된다.
또한, 도 2의 (b)는 복수 개의 LED(203)가 소자 단위 모듈로 그룹화된 LED 모듈(204)의 집합 구성으로, 상기 조명부(200)의 구동시 상기 LED 모듈(204)들은 소자 단위 모듈의 구동방식으로 점등된다.
그리고, 상기 조명부(200)는 상기 가로등 제어부(400)의 초기 온(on) 구동의 제어시 설정된 표준 조도로 점등되며, 상기 표준 조도는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 조명부(200)가 갖는 복수의 조도 레벨 중 가장 흐린 조명상태를 나타내는 절전 조도와, 상기 복수의 조도 레벨 중 중간 밝기의 조명상태를 나타내는 기준 조도, 및 상기 복수의 조도 레벨 중 가장 밝은 조명상태를 나타내는 상위 조도 중 어느 하나로 점등됨이 바람직하다.
상기 동작영상 처리부(300)는 상기 가로용 폴(100)에 배치되어 상기 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 감지하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템에 일례로 적용되는 동작영상 처리부의 기능블록도 이다.
먼저, 상기 동작영상 처리부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 카메라(301)를 구비하는 카메라부(302), 속도감지부(303), 및 정보연산 처리부(304)를 포함한다.
상기 카메라부(302)는 상기 카메라(301)를 통해 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 촬상한다. 이때, 상기 카메라부(302)는 차량용 도로를 촬상하는 카메라(301)와, 보행자용 통행로를 촬상하는 카메라(301)를 각각 구비한다.
그리고, 상기 속도감지부(303)는 상기 가로 중 차량용 도로를 주행하는 차량의 속도를 검출하며, 상기 정보연산 처리부(304)는 상기 카메라부(302)로부터 제공되는 촬상신호에 대한 영상처리를 수행하여 차량 또는 보행자에 대한 움직임 영상정보를 획득하며, 상기 속도감지부(303)에서 제공되는 차량의 속도정보로부터 교통량을 연산하여 교통정보를 획득하게 된다.
이때, 상기 정보연산 처리부(304)는 상기 촬상신호의 영상처리를 위한 움직임 검출(motion detection) 소프트웨어를 탑재함이 바람직하다.
또한, 상기 움직임 영상정보는 상기 가로등(10) 주변의 촬영범위 내의 보행자의 수, 보행자 위치, 보행자 이동경로, 및 보행자 분포 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 보행자 영상정보인 것이 바람직하며, 상기 가로등(10) 주변의 촬영범위를 주행하여 통과하는 차량 영상정보를 더 포함할 수 있다.
상기 가로등 제어부(400)는 미리 설정된 초기 구동조건에 따라 상기 조명부(200)의 초기 온/오프 구동을 제어하며, 상기 조명부(200)의 초기 온(on) 구동 이후, 상기 동작영상 처리부(300)의 움직임 검출 정보에 따라 크라우디드 모드(crowded mode)를 반영하고, 상기 크라우디드 모드 반영에 해당하는 특정 조명 밝기로 상기 조명부(200)의 조도를 제어한다.
이때, 상기 초기 구동조건으로는 상기 가로 주변의 당일 일조량에 의한 조도 조건, 및 계절적 환경에 대응하여 수년간 누적된 일출 또는 일몰의 평균값을 1년 365일자별로 반영한 시간 조건 중 어느 하나로 구성됨이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며 조도 조건과 시간 조건을 조합하여 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 크라우디드 모드(crowded mode)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 가로등(10) 주변의 보행자의 수, 보행자 위치, 보행자 이동경로, 보행자 분포, 및 차량 속도에 따른 교통정보 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 반영함이 바람직하다.
또한, 상기 가로등 제어부(400)는 상기 크라우디드 모드를 반영하여 상기 조명부(200)의 조도 레벨을 다양한 방식으로 제어할 수 있다.
일례로서, 첫 번째 제어방식으로는 상기 복수 개의 LED(203)를 소자 개별 또는 LED 모듈(204)들의 소자 단위 모듈로 온/오프시키는 온/오프 구동제어가 적용될 수 있다.
다음, 두 번째 제어방식으로는 상기 복수 개의 LED(203)에 대한 소자 개별 또는 LED 모듈(204)들의 소자 단위 모듈로 공급되는 전류량의 조절을 통해 조명의 세기(intensity)가 가변하는 전류 구동제어가 적용될 수 있다.
즉, 상기와 같은 조명부(200)의 조도 레벨의 제어는 개별 소자별 또는 단위 모듈별로 점등을 컨트롤할 수 있다는 특징이 있으며, 이는 상기 가로 주변의 상황에 따라 조명부(200)의 조명 밝기를 조정하는 것으로 에너지 절감의 효과를 가지게 된다.
상기 저장부(500)는 가로등 식별정보, 초기 구동조건 정보, 크라우디드 모드 정보, 및 디지털 콘텐츠 정보를 저장한다. 그리고, 상기 조명부(200)의 일별 점멸시간을 더 저장할 수 있다.
또한, 상기 저장부(500)는 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 외부 관리자 인터페이스(20)로부터 유선 또는 무선 통신네트워크를 통해 제공되는 가로등 운영과 관련된 각종 운영 데이터, 및 새로운 디지털 콘텐츠 정보를 갱신하여 저장할 수도 있다.
여기서, 상기 저장부(500)에 저장되는 디지털 콘텐츠 정보로는, 지역을 기반으로 하는 지역 안내, 지역 광고, 지역 행사, 및 지역 공익 정보 등이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며 지역에 한정되지 않는 다양한 콘텐츠 정보가 저장 관리될 수 있다.
상기 정보출력부(600)는 상기 저장부(500)에 저장된 상기 디지털 콘텐츠 정보를 출력하는 역할을 한다. 이때, 상기 정보출력부(600)는 상기 가로등 제어부(400)의 출력 제어신호에 따라 상기 저장부(500)에 저장된 디지털 콘텐츠 정보를 영상으로 출력하는 영상출력부(601), 및 상기 영상출력부(601)의 출력 영상과 관련한 내용을 스피커(미도시)를 통해 출력하는 음향출력부(602)를 포함함이 바람직하다.
상기 통신부(700)는 자신과 인접하는 다른 가로등(10)과 케이블을 통해 연결되어 유선 통신네트워크를 형성하며, 상기 유선 통신네트워크로 연결된 인접하는 다른 가로등(10)과 자신이 획득한 정보를 공유하는 유무선 통신을 수행한다.
이때, 상기 통신부(700)는 유선 통신부(710), 및 무선 통신부(720) 중 하나 또는 조합으로 구성될 수 있으며, 상기 유선 통신부(710)는 상기 인접하는 가로등(10)과 연결되어 통신의 유선 통신네트워크를 형성하며, 외부 관리자 인터페이스(20)와 연결 접속되어 가로등 운영과 관련된 각종 운영 데이터, 및 서비스 콘텐츠 정보를 송수신하는 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 유선 통신네트워크로 구현한 개념도 이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 통신의 유선 통신네트워크를 형성하는 복수 개의 가로등(10) 중 하나가 메인 가로등(10)으로 설정되고, 나머지 가로등(10)들이 로컬 가로등(10)으로 설정될 수 있으며, 상기 외부 관리자 인터페이스(20)가 상기 메인 가로등(10)과 접속되어 유선 통신네트워크로 연결된 전체 가로등(10)과 데이터 통신을 수행하되, 상기 데이터 통신은 데이터 영역 외에 실리는 가로등 식별정보를 인식하는 방식으로 구현될 수 있다.
다음, 상기 무선 통신부(720)는 자신의 가로등 식별정보를 주기적으로 송출하며, 도 8에 도시된 바와 같이 외부 관리자 인터페이스(20)와 개인근거리 통신망을 형성한 상태에서 가로등 식별정보를 인식하는 방식으로 통신을 수행하게 된다.
상기 무선 통신부(720)는 도 4에 도시된 바와 같이, UWB(721), WLAN(722), 블루투스(723), 및 지그비(724) 중 하나 또는 둘 이상의 근거리 무선모듈의 조합으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 UWB(721)(ultra wideband), WLAN(722)(Wireless Local Area Network), 블루투스(723)(Bluetooth), 및 지그비(724)(ZigBee)들은 개인근거리 무선 통신망으로서 1 ~ 수십 미터의 통신범위를 가지며, 전파의 송신 출력 및 수신감도에 따라 통신범위를 가변적으로 조절하는 것이 가능하다.
이러한 상기 근거리 무선모듈은 본 발명의 목적에 비추어 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있고, 또한 널리 알려진 기술에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 무선 통신네트워크로 구현한 개념도 이며, 도시한 바와 같이 무선 통신네트워크를 구성하는 경우에도 도 7에 도시된 바와 같은 유선 통신네트워크를 포함할 수도 있다.
미설명한 도 6은 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템을 나타낸 외부 구성도이다.
본 발명에 따른 가로등(10)의 외부 형상은 도 6에 도시된 바와 같이, 가로용 폴(100)의 상단으로 차량용 도로를 밝혀 가로 교통의 안전을 위해 사용되는 차량용 조명부(201)와, 보행자용 통행로를 밝혀 보행자에 대한 범죄 예방을 위해 사용되는 보행자용 조명부(202)가 배치되어 각각 설치된다. 이때, 상기 보행자용 조명부(202)는 상기 차량용 조명부(201) 보다 하단에 설치됨이 바람직하다.
그리고, 상기 차량용 조명부(201)가 설치된 차량용 폴(미도시)에는 카메라(301)와 속도감지부(303)가 배치되고, 상기 보행자용 조명부(202)가 설치된 보행자용 폴(미도시)에는 카메라(301)가 배치된다,
또한, 상기 조명부(200)의 하단으로 영상출력부(601)와 음향출력부(602)를 구비하는 정보출력부(600)가 상기 가로용 폴(100)에 배치된다.
도 6의 (a), 및 (b)는 상기의 가로등(10)의 외부 형상 중 조명부(200), 즉 차량용 조명부(201)와 보행자용 조명부(202)의 다양한 형상을 일례로 도시한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 CIM/BIM기반의 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템의 동작 및 운용과정을 첨부된 도면들을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 스마트 가로등 시스템에 적용되는 가로등(10)은 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 인접하는 가로등(10)과 통신의 유선 또는 무선 통신네트워크를 형성한다.
상기 가로등(10)의 가로등 제어부(400)는 설정된 초기 구동조건에 따라 상기 조명부(200), 즉 차량용 조명부(201) 및 보행자용 조명부(202)의 초기 온/오프 구동을 제어한다.
이에 따라, 상기 조명부(200)는 도 5의 (b)에 도시한 복수의 조도 레벨 중 하나의 표준 조도로 초기 구동하여 점등하게 된다.
상기 표준 조도는 복수의 조도 레벨 중 가장 흐린 조명상태를 나타내는 절전 조도와, 상기 복수의 조도 레벨 중 중간 밝기의 조명상태를 나타내는 기준 조도, 및 상기 복수의 조도 레벨 중 가장 밝은 조명상태를 나타내는 상위 조도 중 하나로 설정될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한을 두지는 않으며 도 5의 (b)에 도시한 나머지 조도 레벨 중 하나를 표준 조도로 설정할 수도 있다.
특히, 상기 조도 레벨은 일례로서 7단계를 도시하였으나 설계자에 의해 조도 레벨의 단계는 증감될 수 있다. 이때, 조도 레벨이 증가하는 경우 상기 가로등 제어부(400)는 조명부(200)의 조도를 더욱 세밀하게 조정할 수 있게 된다.
다음, 상기 가로등 제어부(400)는 상기 조명부(200)의 초기 온(on) 구동 이후, 상기 동작영상 처리부(300)의 움직임 검출 정보를 제공받는다.
이때, 상기 움직임 검출 정보의 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 카메라부(302)는 각각의 카메라(301)를 통해 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 촬상한 후 이미지 영상 처리된 촬상신호를 상기 정보연산 처리부(304)로 출력하고, 상기 속도감지부(303)는 상기 차량용 도로를 주행하는 차량의 속도를 검출하여 상기 정보연산 처리부(304)로 출력한다.
이어서, 상기 정보연산 처리부(304)는 상기 카메라부(302)로부터 제공되는 촬상신호에 대한 움직임 검출(motion detection) 소프트웨어를 이용한 영상처리를 수행하여 차량 또는 보행자에 대한 움직임 영상정보를 획득하며, 또한 상기 속도감지부(303)에서 제공되는 차량의 속도정보로부터 교통정보를 획득하게 된다.
다음, 상기 가로등 제어부(400)는 제공받은 움직임 영상 정보에 미리 설정된 크라우디드 모드(crowded mode)를 반영하고, 상기 크라우디드 모드 반영에 해당하는 특정 조명 밝기로 상기 조명부(200), 즉 차량용 조명부(201) 및 보행자용 조명부(202)의 조명 밝기를 특정 조도 레벨로 제어한다.
여기서, 상기 크라우디드 모드(crowded mode)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 가로등(10) 주변의 보행자의 수, 보행자 위치, 보행자 이동경로, 보행자 분포, 및 차량 속도에 따른 교통 정보 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 반영한다.
즉, 상기 가로등(10)의 근접 위치에 있는 보행자의 수, 보행자의 위치, 보행자 이동경로, 및 보행자의 분포에 따라 상기 가로등 제어부(400)는 보행자용 조명부(202)의 조명 밝기를 7단계의 조도 레벨 중 하나로 제어함으로써 불필요한 에너지 소비를 방지하게 된다.
예를 들면, 보행자가 한 사람인 경우 조도 레벨을 최대로 높여 보행자가 안전하게 통행할 수 있도록 하며, 보행자가 다수인 경우 범죄에 노출될 경우가 적게되므로 조도 레벨을 낮추어 다수의 보행자가 안전하게 통행할 수 있도록 조명 밝기를 조절하게 된다.
또한, 조도가 거리 제곱의 1에 비례하는 원리를 적용하여, 보행자의 위치에 따라서도 조도 레벨을 조정할 수 있으며, 이 경우 보행자는 시각적으로 조도의 변화를 감지하지는 못하나, 가로등(10) 입장에서는 주변 상황에 따라 다양한 조도 레벨로 조명 밝기를 조정하게 됨으로써 에너지를 절약하게 된다.
특히, 보행자가 없는 경우 최소한의 조도 레벨(예, 조도 레벨 1)을 유지하거나 혹은 조명부(200)를 오프하는 것 중 하나를 선택함으로써 에너지 낭비를 방지할 수도 있다.
또한, 인접하는 가로등(10)과는 자신이 획득한 정보를 공유하는 통신을 수행함으로써 인접하는 가로등(10)이 보행자의 진행을 예측하여 미리 조명을 조절할 수 있도록 한다.
즉, 순차로 가로등(10)이 있다고 가정할 때, 보행자가 첫 번째 가로등(10)을 지나 두 번째 가로등(10)에 근접시, 첫 번째 가로등(10)은 조명부(200)의 조도 레벨을 낮추게 되고, 두 번째 가로등(10)은 기존의 조도 레벨을 상향 조정하여 조도 레벨을 높이게 된다.
그리고, 상기 가로등 제어부(400)는 차량의 속도가 저속인 교통정보를 제공받는 경우, 차량의 지체 또는 정체로 판단하여 조도 레벨을 높여 운전자가 전방 차량을 쉽게 확인할 수 있도록 하며, 차량의 속도가 고속인 교통정보를 제공받는 경우, 차량의 소통이 원활함을 판단하여 기준 조도로 차량용 조명부(201)를 구동시키게 된다.
또한, 차량의 속도가 검출되지 않고 카메라부(302)로부터도 차량 영상정보가 제공되지 않는 경우, 운행중인 차량이 없는 것으로 판단하여 절전 조도로 상기 차량용 조명부(201)의 조명 밝기를 제어한다.
한편, 본 발명에 따른 가로등(10)은 가로용 폴(100)에 배치되는 정보출력부(600), 즉 영상출력부(601)와 음향출력부(602)를 통해 미리 설정된 다양한 디지털 콘텐츠 정보를 보행자에게 제공하게 된다.
여기서, 상기 디지털 콘텐츠 정보로는 지역을 기반으로 하는 지역 안내, 지역 광고, 지역 행사, 및 지역 공익 정보 등이 포함되며, 이 외에도 지역에 한정되지 않는 다양한 콘텐츠 정보가 제공될 수 있다.
이러한 상기 정보출력부(600)를 통한 디지털 콘텐츠 정보의 제공은 보행자가 많은 주간에 제공함이 바람직하나, 이에 제한을 두지는 않으며 야간에도 제공할 수 있다. 특히, 주간 및 야간에 보행자가 없는 경우에는 상기 디지털 콘텐츠 정보의 제공을 선택적으로 오프(off)할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 가로등(10)은 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 유선 또는 무선 통신네트워크를 형성하여 인접하는 가로등(10)과 획득한 정보를 공유하는 통신을 수행하며, 또한 외부 관리자 인터페이스(20)와 유선 또는 무선으로 접속하여 가로등 운영과 관련된 각종 운영 데이터, 및 서비스 콘텐츠 정보를 갱신할 수도 있다.
본 발명의 가로등 시스템은 CIM(City Information Modeling, 도시통합정보모델은 도시 공간을 구성하고 있는 도시 시설물의 모든 정보를 통합적으로 관리하는 모델링 기법)과 BIM(Building Information Modeling, 건축물을 구성하고 있는 모든 객체의 전 생애 주기 정보를 통합적으로 모델링하는 기술)에 기반하고 있으며, 이러한 방식으로 가로등 시스템이 구성되면, 도시 공간 및 건축물을 포함하고 있는 대지에 설치된 가로등을 통합적으로 운영 관리할 수 있게 된다.
이상에서 실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 가로등 20 : 외부 관리자 인터페이스
100 : 가로용 폴 200 : 조명부
201 : 차량용 조명부 202 : 보행자용 조명부
203 : LED 204 : LED 모듈
300 : 동작영상 처리부 301 : 카메라
302 : 카메라부 303 : 속도감지부
304 : 정보연산 처리부 400 : 가로등 제어부
500 : 저장부 600 : 정보출력부
601 : 영상출력부 602 : 음향출력부
700 : 통신부 710 : 유선 통신부
720 : 무선 통신부 721 : UWB
722 : WLAN 723 : 블루투스
724 : 지그비

Claims (17)

  1. 가로등의 기둥 역할을 하는 가로용 폴;
    상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로를 밝히기 위한 조명으로 사용되는 조명부;
    상기 가로용 폴에 배치되어 상기 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 감지하기 위한 동작영상 처리부; 및
    미리 설정된 초기 구동조건에 따라 상기 조명부의 초기 온/오프 구동을 제어하는 가로등 제어부;를 포함하며,
    상기 가로등 제어부는 상기 조명부의 초기 온(on) 구동 이후, 상기 동작영상 처리부의 움직임 검출 정보에 따라 크라우디드 모드(crowded mode)를 반영하고, 상기 크라우디드 모드 반영에 해당하는 특정 조명 밝기로 상기 조명부의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 크라우디드 모드(crowded mode)는,
    상기 가로등 주변의 보행자의 수, 보행자 위치, 보행자 이동경로, 보행자 분포, 및 차량 속도에 따른 교통 정보 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 반영하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초기 구동조건은,
    상기 가로 주변의 당일 일조량에 의한 조도 조건; 및
    계절적 환경에 대응하여 수년간 누적된 일출 또는 일몰의 평균값을 1년 365일자별로 반영한 시간 조건; 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 조명부는,
    상기 가로등 제어부의 초기 온(on) 구동의 제어시, 설정된 표준 조도로 점등되는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 표준 조도는,
    상기 조명부가 갖는 복수의 조도 레벨 중 가장 흐린 조명상태를 나타내는 절전 조도와, 상기 복수의 조도 레벨 중 중간 밝기의 조명상태를 나타내는 기준 조도, 및 상기 복수의 조도 레벨 중 가장 밝은 조명상태를 나타내는 상위 조도 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 조명부는,
    상기 가로 중 차량용 도로를 밝히기 위한 차량용 조명부; 및
    상기 가로 중 보행자용 통행로를 밝히기 위한 보행자용 조명부; 중 어느 하나 또는 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 차량용 및 보행자용 조명부는,
    각각이 복수 개의 LED로 구성되는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가로등 제어부는,
    상기 크라우디드 모드를 반영하는 상기 조명부의 조도 레벨에 대한 제어방식의 하나로써, 상기 복수 개의 LED를 소자 개별 또는 소자 단위 모듈로 온/오프시키기 위한 온/오프 구동제어를 수행함을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 가로등 제어부는,
    상기 크라우디드 모드를 반영하는 상기 조명부의 조도 레벨에 대한 제어방식의 하나로써, 상기 복수 개의 LED에 대한 소자 개별 또는 소자 단위 모듈로 공급되는 전류량의 조절을 통해 조명의 세기(intensity)가 가변하는 전류 구동제어를 수행함을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 동작영상 처리부는,
    상기 가로 주변의 차량 또는 보행자의 움직임을 촬상하기 위한 적어도 하나 이상의 카메라를 구비하는 카메라부;
    상기 가로 중 차량용 도로를 주행하는 차량의 속도를 검출하기 위한 속도감지부; 및
    상기 카메라부로부터 제공되는 촬상신호에 대한 영상처리를 수행하여 차량 또는 보행자에 대한 움직임 영상정보를 획득하며, 상기 속도감지부에서 제공되는 차량의 속도정보로부터 교통 정보를 획득하는 정보연산 처리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 정보연산 처리부는,
    상기 촬상신호의 영상처리를 위한 움직임 검출(motion detection) 소프트웨어를 탑재하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 움직임 영상정보는,
    상기 가로등 주변의 촬영범위 내의 보행자의 수, 보행자 위치, 보행자 이동경로, 및 보행자 분포 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 보행자 영상정보인 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 움직임 영상정보는,
    상기 가로등 주변의 촬영범위를 주행하여 통과하는 차량 영상정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가로등은,
    가로등 식별정보, 초기 구동조건 정보, 크라우디드 모드 정보, 및 디지털 콘텐츠 정보를 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 상기 디지털 콘텐츠 정보를 출력하는 정보출력부; 및
    자신과 인접하는 다른 가로등과 케이블을 통해 연결되어 유선 통신네트워크를 형성하며, 상기 유선 통신네트워크로 연결된 인접하는 다른 가로등과 통신을 수행하는 통신부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 정보출력부는,
    상기 가로등 제어부의 출력 제어신호에 따라 상기 저장부에 저장된 디지털 콘텐츠 정보를 영상으로 출력하는 영상출력부; 및
    상기 영상출력부의 출력 영상과 관련한 내용을 스피커를 통해 출력하는 음향출력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 인접하는 가로등과 연결되어 통신의 유선 통신네트워크를 형성하며, 외부 관리자 인터페이스와 연결 접속되어 가로등 운영과 관련된 각종 운영 데이터, 및 서비스 콘텐츠 정보를 송수신하기 위한 유선 통신부; 및
    자신의 가로등 식별정보를 주기적으로 송출하는 UWB(ultra wideband), WLAN(Wireless Local Area Network), 블루투스(Bluetooth), 및 지그비(ZigBee) 중 하나 또는 둘 이상의 근거리 무선모듈을 구비하는 무선 통신부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 통신의 유선 통신네트워크를 형성하는 복수 개의 가로등 중 하나가 메인 가로등으로 설정되고, 나머지 가로등들이 로컬 가로등으로 설정되며,
    상기 외부 관리자 인터페이스가 상기 메인 가로등과 접속되어 유선 통신네트워크로 연결된 전체 가로등과 데이터 통신을 수행하되, 상기 데이터 통신은 데이터 영역 외에 실리는 가로등 식별정보를 인식하는 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는 모션디텍션 기능을 가지는 스마트 가로등 시스템.
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