KR20140000764A - 엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 터널에서 외부 휘도의 변화에 선형적으로 대응하여 터널 내부 휘도를 조절할 수 있도록 하는 하는 엘이디 터널등 디밍 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 발명에 따른 엘이디 터널등 디밍 제어 시스템은, 휘도센서 및 LED터널등과 접속되고, 상기 휘도센서에서 감지된 현재 외부 휘도값에 따라 상기 LED터널등의 조도를 제어하는 엘이디 터널등 조명 시스템에 있어서, 대표 외부 휘도값과 상기 대표 외부 휘도값에서의 상기 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭한 디밍제어맵을 저장한 저장부와; 상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하고, 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 제어부와; 상기 현재 터널등 디밍값에 대응하여 상기 LED터널등의 조도를 조절하는 디밍제어부를 포함한다.

Description

엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법 {DIMMING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR LED LAMP TUNNEL LIGHT}

이 발명은 엘이디 램프 터널등의 조도를 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널에서 외부 휘도의 변화에 선형적으로 대응하여 터널 내부 휘도를 조절할 수 있도록 하는 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법에 관한 것이다.

우리나라의 차량 증가 속도가 엄청나게 빨라지면서 각종 차량 도로의 확장, 개설, 신설이 많이 이루어지고 있다. 도로의 개설 또는 신설시, 지리적, 경제적 여건에 따라 비교적 토지비용이 적게 드는 산지를 이용하고 있는 바, 이로 인해 대부분의 도로개설 및 확장공사에 터널시공이 이루어지고 있다.

차량이 터널을 통과할 때, 터널의 내부와 외부의 급격한 휘도 변화로 인해 운전자가 전방의 사물을 일시적으로 정확히 인지하지 못하게 되는 순응현상이 발생한다. 이러한 순응현상은 운전자에게 일시적으로 시각장애를 주게 되어 교통사고를 유발시키거나, 운전자가 제동장치를 작동시켜 속도를 감속하게 되어 교통 정체현상을 유발시키는 문제점이 있다.

도 1은 일반적인 터널 조명의 구성을 나타낸 도면이다.

터널 내부는 차량의 진행 방향을 따라 경계부와, 이행부와, 기본부와, 출구부로 구분되며, 터널 입출구에는 입구 접속부와 출구 접속부가 위치한다. 터널 조명은 야외의 밝은 휘도에 적응된 상태로 터널 내부의 물체를 관측할 수 있도록 하는 경계부 조명 구간과 시각 순응이 진행된 상태에서 관측하는 물체에 휘도 배경을 주기 위한 이행부 조명 구간으로 이루어진 입구부 조명과, 순응이 어느 정도 이루어진 상태로 거의 일정한 휘도를 유지하는 기본부 조명과, 주간에 터널 출구를 통해 보이는 야외의 높은 휘도에 의하여 일어나는 시각장애를 극복하기 위해 휘도 배경을 주는 출구부 조명과, 터널 출입시 터널 내외부의 상황을 판단할 수 있도록 출입구부 접속도로에 설치되는 입구접속부 조명 및 출구접속부 조명으로 이루어진다.

한국산업표준 KSC 3703에서는 터널 조명 기준을 규정하고 있다. 입구조명은 주간에 터널 입구부근에서의 시각적 문제를 해결함을 목적으로 기본 조명에 부가하여 설치하는 조명을 말한다. 기본부 조명은 주야간에 터널 내에서의 운전자의 시각 인지성을 확보하기 위하여 터널 전체 길이에 걸쳐서 거의 균일한 휘도를 확보하는 조명을 말한다. 출구부 조명은 주간에 터널 출구를 통해 보이는 야외의 높은 휘도의 눈부심에 의하여 일어나는 시각적 문제를 해결하기 위하여 필요에 따라 기본부 조명에 부가하여 설치하는 조명을 말한다.

KSC 3703에서는 터널 외부의 휘도, 해당 도로에서의 차량의 평균 주행 속도 등에 따라 터널의 경계부/이행부/기본부/출구부 각 구간에서의 평균 노면 휘도를 규정한다.

도 2는 터널 외부 휘도에 따라 KSC 3703에 규정된 터널 내 노면 휘도를 만족시키기 위한 종래의 터널 조명 시스템을 도시한 구성도이다. 종래의 터널 조명 시스템은 격등 제어 방식으로 터널 내 노면 휘도를 조절한다.

도 2와 같이 제1터널등(21) 내지 제6터널등(26)으로 이루어진 터널 조명 시스템의 경우, 제1터널등(21) 내지 제6터널등(26)에는 제1배선(27) 및 제2배선(28)이 각각 설치된다. 도 2의 예에서, 제1배선(27)은 제1터널등(21) 내지 제6터널등(26)을 모두 연결하고, 제2배선(28)은 제1터널등(21)과 제3터널등(23)과 제5터널등(25)만을 연결한다. 도시되지 않은 제어부는 외부 휘도를 측정하여 측정된 외부 휘도가 기준 휘도보다 높으면 제1배선(27)에 전원(B+)이 공급되도록 스위치(29)를 제어하여 터널 조명의 조도를 높이고, 측정된 외부 휘도가 기준 휘도보다 낮으면 제2배선(28)에 전원(B+)이 공급되도록 스위치(29)를 제어하여 터널 조명의 조도를 낮춘다.

이와 같이 종래의 터널 조명 시스템은 다수의 터널등에 다수의 배선을 미리 해 놓은 상태에서, 외부 휘도에 따라 다수의 배선 중 하나의 배선에 전원이 공급되도록 스위칭하여 터널 조명의 조도를 제어함으로써, 터널 내 노면 휘도를 조절한다. 도 2에서는 2개의 배선이 설치된 것으로 도시하였으나, 실제 터널 조명 시스템은 밤/낮, 계절, 날씨 등에 따른 외부 휘도 변화량과, 일부 터널등 고장시 예비 터널등으로의 절환 등을 고려하여 매우 복잡한 배선들로 이루어진다.

즉, 종래의 터널 조명 시스템은 하나의 터널등에 둘 이상의 배선을 연결하여야 하므로 전체 조명 시스템의 배선이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 도 2와 같이 외부 휘도가 기준 휘도보다 밝을 경우에는 6개의 터널등을 점등하고, 외부 휘도가 기준 휘도보다 어두울 경우에는 3개의 터널등을 점등하기 때문에, 4개나 5개의 터널등을 점등하는 터널 내부 휘도를 구현할 수 없다.

즉 종래의 터널 조명 시스템은, 외부 휘도가 기준 휘도보다 약간 밝을 경우에는 6개 터널등을 모두 점등하는 것이 아니라 5개 터널등만 점등하여도 충분하나, 5개 터널등 점등에 해당하는 배선이 설치되지 않았기 때문에 6개의 터널등을 모두 점등하여 불필요하게 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다. 또한, 외부 휘도가 기준 휘도보다 약간 어두울 경우에는 3개의 터널등을 점등하는 것만으로는 다소 어두워서 운전자에게 시각적 문제를 일으킬 수 있지만 4개 터널등 점등에 해당하는 배선이 설치되지 않았기 때문에 3개의 터널등만을 점등하여 운전자의 시각장애를 유발하는 문제점이 있다. 그렇다고 4개 및 5개 터널등 점등을 위한 배선을 따로 설치하게 되면, 배선 상태가 복잡하여 설계 및 유지 보수가 곤란한 문제점이 있다.

아울러, 6개의 터널등이 일렬로 배열된 상태에서 격등으로 3개의 터널등만이 점등된 경우에는 운전자가 터널 내부를 이동하면서 상대적으로 어두운 구간과 상대적으로 밝은 구간을 반복하여 대면하기 때문에 운전자의 눈의 피로를 가중시켜 불쾌감을 줄 수 있으며 종국에는 교통장해의 원인이 되는 문제점이 있다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 엘이디 램프로 구성된 엘이디 터널등을 디밍 제어함으로써 터널에서 외부 휘도의 변화에 선형적으로 대응하여 터널 내부 휘도를 조절할 수 있도록 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

이 발명의 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 엘이디 터널등 디밍 제어 시스템은, 휘도센서 및 LED터널등과 접속되고, 상기 휘도센서에서 감지된 현재 외부 휘도값에 따라 상기 LED터널등의 조도를 제어하는 엘이디 터널등 조명 시스템에 있어서, 대표 외부 휘도값과 상기 대표 외부 휘도값에서의 상기 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭한 디밍제어맵을 저장한 저장부와; 상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하고, 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 제어부와; 상기 현재 터널등 디밍값에 대응하여 상기 LED터널등의 조도를 조절하는 디밍제어부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따른 엘이디 터널등 디밍 제어 방법은, 휘도센서 및 LED터널등과 접속되고, 대표 외부 휘도값과 상기 대표 외부 휘도값에서의 상기 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭하여 저장한 디밍제어맵을 이용하여 상기 휘도센서에서 감지된 현재 외부 휘도값에 따라 상기 LED터널등의 조도를 제어하는 엘이디 터널등 조명 시스템의 엘이디 터널등 디밍 제어방법에 있어서, 상기 조명 시스템이 상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하는 제1단계와; 상기 조명 시스템이 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 제2단계와; 상기 조명 시스템이 상기 현재 터널등 디밍값에 대응하여 상기 LED터널등의 조도를 조절하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 이 발명에 따르면 일부 외부 휘도값에 따른 터널등 디밍값을 디밍제어맵으로 미리 저장하고, 현재 측정된 외부 휘도값을 디밍제어맵 및 보간법에 적용하여 현재 측정된 외부 휘도값에 따른 터널등 디밍값을 산출하여 엘이디 터널등의 조도를 제어함으로써, 운전자에게 최적의 운전 환경을 제공할 수 있는 잇점이 있다.

도 1은 일반적인 터널 조명의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 터널 외부 휘도에 따라 KSC 3703에 규정된 터널 내 노면 휘도를 만족시키기 위한 종래의 터널 조명 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 이 발명에 따른 엘이디 터널등 조명 시스템의 구성도이다.
도 4는 이 발명에 따른 엘이디 터널등 조명 방법의 동작 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 이 발명에 따른 엘이디 터널등 디밍 제어시스템 및 방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 이 발명에 따른 엘이디 터널등 조명 시스템의 구성도이다. 엘이디 터널등 조명 시스템은 휘도센서(310)와, 엘이디 터널등 디밍 제어 시스템과, 다수의 LED터널등(340)을 포함한다. 엘이디 터널등 디밍 제어 시스템은 마스터장치(320)와, 다수의 슬레이브장치(330)로 이루어진다.

휘도센서(310)는 터널 외부에 장착되어 외부 휘도를 감지한다. 마스터장치(320)는 휘도센서(310)로부터 입력되는 외부 휘도 정보를 기반으로 다수의 슬레이브장치들(330)에 제어신호를 출력하고 다수의 슬레이브장치들을 통해 LED터널등의 상태신호를 수신한다. 각 슬레이브장치(330)는 적어도 하나 이상의 LED터널등(340)의 온/오프 및 조도를 제어하고 상기 LED터널등(340)의 상태 정보를 수집하여 마스터장치(320)에게 출력한다.

마스터장치(320)는 제어부(321)와, 저장부(322)와, 마스터송수신부(323)를 포함하고, 슬레이브장치(330)는 슬레이브송수신부(331)와, 디밍제어부(332)와, 저장부(333)를 포함한다.

마스터송수신부(323)와 슬레이브송수신부(331)는 상호간에 신호를 송수신하는 바, 통상적인 무선통신, 유선통신, 전력선통신으로 구현될 수 있다.

이 발명에 따른 마스터장치(320)의 저장부(322) 또는 슬레이브장치(330)의 저장부(333)는 LED터널등(340)의 디밍값을 제어하기 위한 디밍제어맵을 저장한다. 이 디밍제어맵은 대표 외부 휘도값과, 외부 휘도가 대표 외부 휘도값인 경우 LED터널등(340)의 터널등 디밍값을 매칭하여 저장한다. 디밍제어맵에 저장되는 대표 외부 휘도값과 그에 대응하는 터널등 디밍값은 이산적인 값으로서, 전 구간의 외부 휘도값에 따른 터널등 디밍값을 저장하지는 않는다.

이 발명에 따른 마스터장치(320)의 제어부(321) 또는 슬레이브장치(330)의 디밍제어부(332)는 휘도센서(310)에서 측정된 현재 외부 휘도값을 디밍제어맵 및 보간법을 이용하여 현재 외부 휘도값에 대응되는 터널등 디밍값을 계산한다. 즉, 현재 외부 휘도값의 이웃한 두 대표 외부 휘도값과 현재 외부 휘도값의 비율에 따라 상기 이웃한 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값의 사이를 분할하여 현재 외부 휘도값에 대응하는 현재 터널등 디밍값을 계산한다.

본 발명의 제1실시예로서, 마스터장치(320)의 저장부(322)가 LED터널등(340)의 디밍제어맵을 저장하고, 마스터장치(320)의 제어부(321)가 휘도센서(310)에서 측정된 현재 외부 휘도값에 따른 LED터널등(340)의 현재 터널등 디밍값을 계산하여, 슬레이브장치(330)에게 제공한다. 슬레이브장치(330)의 디밍제어부(332)는 현재 터널등 디밍값에 대응하여 LED터널등(340)의 조도를 제어한다.

본 발명의 제2실시예로서, 마스터장치(320)의 저장부(322)가 LED터널등(340)의 디밍제어맵을 저장하고, 마스터장치(320)의 제어부(321)가 휘도센서(310)에서 측정된 현재 외부 휘도값과 상기 현재 외부 휘도값의 이웃한 두 대표 외부 휘도값 및 그에 대응하는 두 터널등 디밍값을 슬레이브장치(330)에게 제공한다. 슬레이브장치(330)의 디밍제어부(332)는 마스터장치(320)로부터 입력된 현재 외부 휘도값과 두 대표 외부 휘도값 및 그에 대응하는 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 외부 휘도값에 따른 LED터널등(340)의 현재 터널등 디밍값을 계산하고, 계산한 현재 터널등 디밍값에 대응하여 LED터널등(340)의 조도를 제어한다.

본 발명의 제3실시예로서, 슬레이브장치(330)의 저장부(333)가 LED터널등(340)의 디밍제어맵을 저장한다. 마스터장치(320)의 제어부(321)는 휘도센서(310)에서 측정된 현재 외부 휘도값을 슬레이브장치(330)에게 제공한다. 슬레이브장치(330)의 디밍제어부(332)는 마스터장치(320)로부터 입력된 현재 외부 휘도값을 디밍제어맵에 적용하여, 현재 외부 휘도값의 이웃한 두 대표 외부 휘도값 및 그에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하여 상기 현재 외부 휘도값에 따른 LED터널등(340)의 현재 터널등 디밍값을 계산하며, 계산한 현재 터널등 디밍값에 대응하여 LED터널등(340)의 조도를 제어한다.

도 4는 이 발명에 따른 엘이디 터널등 조명 방법의 동작 흐름도이다.

이 발명에 따른 엘이디 터널등 조명 방법은, 대표 외부 휘도값과 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭하여 저장한 디밍제어맵을 이용한다.

먼저, 제어부가 휘도센서를 통해 현재 외부 휘도값을 감지한다(S41).

다음, 제어부가 현재 외부 휘도값을 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값을 추출하고, 추출된 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출한다(S42).

다음, 제어부가 현재 외부 휘도값과 두 대표 외부 휘도값 및 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산한다(S43). 보간법으로는 선형 보간법, 2차함수 보간법 등이 사용될 수 있다.

다음, 디밍제어부가 현재 터널등 디밍값에 대응하여 LED터널등의 조도를 조절한다(S44).

휘도센서는 마스터장치와 연결되고, LED터널등은 슬레이브장치와 연결되도록 구성한다.

이 발명의 제1실시예로서, 단계 S41 내지 단계 S43은 마스터장치에서 이루어지고, 단계 S44는 슬레이브장치에서 이루어지도록 구현할 수 있다.

이 발명의 제2실시예로서, 단계 S41과 단계 S42는 마스터장치에서 이루어지고, 단계 S43과 단계 S44는 슬레이브장치에서 이루어지도록 구현할 수 있다.

이 발명의 제3실시예로서, 단계 S41은 마스터장치에서 이루어지고, 단계 S42 내지 단계 S44는 슬레이브장치에서 이루어지도록 구현할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

310 : 휘도센서 320 : 마스터장치
321 : 제어부 322 : 저장부
323 : 마스터송수신부 330 : 슬레이브장치
331 : 슬레이브송수신부 332 : 디밍제어부
333 : 저장부 340 : LED터널등

Claims (8)

1. 휘도센서 및 LED터널등과 접속되고, 상기 휘도센서에서 감지된 현재 외부 휘도값에 따라 상기 LED터널등의 조도를 제어하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템에 있어서,
   대표 외부 휘도값과 상기 대표 외부 휘도값에서의 상기 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭한 디밍제어맵을 저장한 저장부와;
   상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하고, 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 제어부와;
   상기 현재 터널등 디밍값에 대응하여 상기 LED터널등의 조도를 조절하는 디밍제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도센서와 접속된 마스터장치와, 상기 LED터널등과 접속된 슬레이브장치가 상호 통신하고, 상기 저장부는 상기 마스터장치에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 마스터장치에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 마스터장치 및 슬레이브장치에 위치하고,
   상기 마스터장치의 제어부는 상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하고, 상기 슬레이브장치의 제어부는 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 휘도센서와 접속된 마스터장치와, 상기 LED터널등과 접속된 슬레이브장치가 상호 통신하고, 상기 저장부는 상기 슬레이브장치에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마스터장치와 슬레이브장치는 전력선 통신을 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마스터장치와 슬레이브장치는 무선 통신을 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어시스템.
8. 휘도센서 및 LED터널등과 접속되고, 대표 외부 휘도값과 상기 대표 외부 휘도값에서의 상기 LED터널등의 터널등 디밍값을 매칭하여 저장한 디밍제어맵을 이용하여 상기 휘도센서에서 감지된 현재 외부 휘도값에 따라 상기 LED터널등의 조도를 제어하는 엘이디 터널등 조명 시스템의 엘이디 터널등 디밍 제어방법에 있어서,
   상기 조명 시스템이 상기 현재 외부 휘도값을 상기 디밍제어맵에 적용하여 상기 현재 외부 휘도값에 이웃하는 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 대표 외부 휘도값에 대응하는 두 터널등 디밍값을 추출하는 제1단계와;
   상기 조명 시스템이 상기 현재 외부 휘도값과 상기 두 대표 외부 휘도값 및 상기 두 터널등 디밍값을 보간법에 적용하여 현재 터널등 디밍값을 계산하는 제2단계와;
   상기 조명 시스템이 상기 현재 터널등 디밍값에 대응하여 상기 LED터널등의 조도를 조절하는 제3단계를 포함한 것을 특징으로 하는 엘이디 터널등 디밍 제어방법.
   
   

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