KR20140034473A

KR20140034473A - 동작인식 및 상황인식 기반의 디지털 조명 제어방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140034473A
Application number: KR1020120100815A
Authority: KR
Inventors: 정구민; 강동병; 이윤원; 이경수; 박창우; 곽인애
Original assignee: 국민대학교산학협력단
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-20
Also published as: KR101513656B1

Abstract

본 발명은 디지털 조명장치 기반의 감성조명 서비스를 제공하기 위한 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용자 동작인식(상태인식)과 주변상황에 대한 인식에 합치하도록 자동적으로 디지털 조명장치를 제어함으로써 사용자 편의성을 제고하고 전기도 절약하며 하나의 디지털 조명장치를 다양한 용도로 사용할 수 있도록 해줄 수 있는 기술에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 디지털 조명장치 또는 조명제어장치에 마련된 카메라 또는 센서를 이용하여 사용자가 직접 디지털 조명장치로 이동하지 않고서도 원격에서 제어가 가능하고, 조명장치를 켜둔 상태로 잠이 든 경우에도 자동으로 조명의 밝기를 단계적으로 감소시켰다가 최종적으로 전원을 오프시킴으로써 숙면과 전기 절약을 달성할 수 있으며, 사용자 위치에 따라 조명을 이동시켜 사용자 편의를 증대시킬 수 있고 하나의 디지털 조명장치를 수면유도등이나 알람등과 같은 다양한 용도로 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DIGITAL LIGHTING DEVICES BASED ON MOTION DETECTION AND CONTEXT-AWARENES}

본 발명은 디지털 조명장치 기반의 감성조명 서비스를 제공하기 위한 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용자 동작인식(상태인식)과 주변상황에 대한 인식에 합치하도록 자동적으로 디지털 조명장치를 제어함으로써 사용자 편의성을 제고하고 전기도 절약하며 하나의 디지털 조명장치를 다양한 용도로 사용할 수 있도록 해줄 수 있는 기술에 관한 것이다.

조명장치란 발광하는 빛을 만들어 내고, 이 빛을 소망하는 지점에 비추도록 하는 장치를 말한다. 이러한 조명장치들은 기술이 발전하면서 비약적인 발전을 거듭해 현재에는 디지털 신호를 이용해 조명장치를 제어하는 기술, 즉 디지털 조명장치 기술을 선보이고 있다.

이러한 디지털 조명장치 기술은 전력의 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 다양한 색상을 표현할 수 있는 장점이 있다. 현재 사용되고 있는 디지털 조명장치들은 미리 정해진 프로그램에 따라 조명개체의 구동순서와 밝기만을 제어하는 형태로 디지털 조명장치를 구동시키고 있다. 그러나 종래 방식에 따른 디지털 조명장치는 미리 정해진 구동순서에 따라서만 조명개체를 반복 구동하기 때문에 사용자가 원하는 형태로 조명효과를 내는 것이 곤란하다.

이에 따라 조명장치가 설치된 주변의 상황 또는 사용자의 동작 또는 상태 등을 검출하고, 그에 적절한 조명효과를 낼 수 있는 서비스 기술이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 디지털 조명장치가 사용자의 동작이나 상태, 그리고 그 설치된 주변의 상황을 인식하고, 그 인식결과에 합치하도록 적절한 조명효과를 낼 수 있도록 자동으로 제어하는 기술을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 사용자가 디지털 조명장치로 이동하여 직접 제어할 필요없이 사용자의 동작 패턴과 주변상황에 따른 조명제어 데이터를 함께 저장하여 이후 원격지에서 디지털 조명장치를 제어할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 동작인식과 상황인식을 통한 디지털 조명장치 제어 방법은, 센서 또는 카메라를 통해 사용자 동작 및 주변상황을 인식하고 그에 따른 상황보고 신호를 생성하는 단계; 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위해 사용자 동작과 주변상황에 대응하도록 미리 저장된 패턴과 상황보고 신호 간의 매칭을 검사하는 단계; 상황보고 신호가 패턴과 매칭되는 경우 그 매칭된 패턴에 대응하여 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 단계; 그 생성된 조명제어신호를 디지털 조명장치로 전송하는 단계;를 포함하여 구성된다.

이때, 본 발명에 따른 디지털 조명장치 제어 방법은, 상황보고 신호가 위 저장된 패턴과 매칭되는 경우 이전에 전송한 조명제어신호와 대비하여 변경이 필요한가를 검사하는 단계; 이전에 전송한 조명제어신호와 대비하여 변경이 필요한 경우에만 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치는, 사용자 동작에 대한 정보를 획득하기 위한 카메라; 온도변화, 사용자와의 거리, 사용자의 이동 정보를 획득하기 위한 센서부; 사용자 동작과 주변상황에 대응하도록 미리 저장된 패턴 및 사용자 동작과 주변상황에 매칭되어 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 제어하기 위한 제어데이터를 저장하는 메모리; 센서 또는 카메라를 통해 사용자 동작 및 주변상황에 대한 정보를 제공받아 메모리에 저장된 패턴과의 매칭을 검사하고, 그 검사 결과 어느 하나의 패턴과 매칭되는 경우에는 그 매칭된 패턴에 대응하여 메모리에 저장된 제어데이터를 활용하여 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 제어부; 제어부에서 생성된 조명제어신호를 디지털 조명장치로 전송하는 통신부;를 포함하여 구성된다. 이때, 조명제어장치와 센서 또는 카메라는 디지털 조명장치에 일체형으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용자 동작은 손의 움직임, 손가락 모양, 사용자 위치이동 중의 하나 이상을 포함하여 구성되고, 주변상황은 사용자의 취침형태, 특정 패턴의 소리 중의 하나 이상을 포함하여 구성된다. 또한, 조명제어신호의 전송은 무선 개인 근거리통신망(WPAN), 무선 근거리 통선망(WLAN), 이동통신망, 유선회로 중의 하나 이상을 통해 달성된다.

본 발명에 따르면 디지털 조명장치 또는 조명제어장치에 마련된 카메라 또는 센서를 이용하여 사용자가 직접 디지털 조명장치로 이동하지 않고서도 원격에서 제어가 가능한 장점이 있다.

또한 본 발명에 따르면 조명장치를 켜둔 상태로 잠이 든 경우에도 자동으로 조명의 밝기를 단계적으로 감소시켰다가 최종적으로 전원을 오프시킴으로써 숙면과 전기 절약을 달성할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따르면 사용자 위치에 따라 조명을 이동시켜 사용자 편의를 증대시킬 수 있고 하나의 디지털 조명장치를 수면유도등이나 알람등과 같은 다양한 용도로 사용할 수 있는 장점이 있다.

[도 1]과 [도 2]는 본 발명에 따른 조명장치와 조명장치를 조정하기 위한 조명제어장치간의 네트워크 개념도,
[도 3]은 본 발명에 따른 조명제어장치의 기능적 내부 블록 구성도,
[도 4]는 본 발명에 따른 디지털 조명의 기능적 내부 블록 구성도,
[도 5]는 본 발명에 따라 디지털 조명장치를 제어하기 위한 순서도,
[도 6]은 본 발명에 따라 조명제어를 위한 사용자의 동작 및 손 움직임을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보기로 한다. 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 본 발명에 첨부된 도면에 대한 부가적인 실시예에 대한 균등 또는 확장은 도면을 참조한 설명을 통해 이해되어야 할 것이다.

[도 1]과 [도 2]는 본 발명에 따른 조명장치와 조명장치를 조정하기 위한 조명제어장치간의 네트워크 개념도이다.

도면을 참조하면, 조명장치의 주변 상황 또는 사용자의 동작 또는 상태 등을 검출하여 조명장치를 조정하기 위한 조명제어장치(10), 다양한 색상을 제공하기 위한 디지털 조명장치(20), 디지털 조명장치(30)의 주변상황 또는 사용자의 동작 또는 상태를 검출하기 위한 외부 카메라(30), 조명제어장치(10)와 디지털 조명장치(20)간 또는 조명제어장치(10)와 외부 카메라(30)간 데이터의 송수신을 위한 유무선 네트워크(40)를 포함한다.

조명제어장치(10)는 내장된 카메라, 내장된 센서, 외부 카메라, 외부 센서로부터 정보를 수집하고, 수집된 정보에 따라 디지털 조명장치(20)를 제어하기 위한 신호를 생성한다. 이를 예를 들어 설명하면, 사용자의 상태, 움직임, 손가락의 제스처를 인식하거나 주변상황 인식(context-awareness)을 통해 디지털 조명장치(20)를 제어하기 위한 신호를 생성한다. 이하의 설명에서 디지털 조명장치(20)를 제어하기 위한 신호를 "조명제어신호"라 칭한다.

조명제어신호는 디지털 조명장치(20)가 빛을 비추는 영역을 변경하거나 밝기를 조절하거나 전원의 온/오프를 조정하거나 색상을 변경하거나 조명이 비추는 범위를 변경하는 등의 제어를 수행하기 위한 신호이다.

또한 조명제어장치(10)는 생성된 조명제어신호를 미리 설정된 방법으로 디지털 조명장치(20)로 전송한다. 이때 조명제어신호를 전송하는 방법은 유선 네트워크를 이용할 수 있다. 조명제어신호를 전송하는 다른 방법으로, 블루투스 통신을 이용하거나 또는 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN) 방식을 이용하거나 무선 개인 근거리통신망(WPAN)을 이용하거나 3G 네트워크 등 다양한 무선 네트워크를 이용할 수도 있다.

또한 조명제어장치(10)는 유무선 네트워크를 통해 외부 카메라(30) 또는 센서로부터 사용자의 상태, 움직임, 손가락의 제스처 및 주변상황 인식을 위한 정보를 수신할 수 있다.

본 발명에서 디지털 조명장치(20)는 조명제어장치(10)로부터 수신되는 조명제어신호에 따라 디지털 조명의 온/오프, 디지털 조명의 색상 변경, 밝기 변경, 빛의 조사 범위 변경, 디지털 조명의 조사 위치 변경 등의 동작을 수행한다. 이러한 디지털 조명장치(20)의 내부에는 다양한 색상을 표현하기 위해 붉은색(R), 녹색(G), 파란색(B)의 3색 또는 그 이상의 광원들로 구성된 적어도 하나 이상의 집합을 포함한다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 디지털 조명장치(20)는 붉은색(R), 녹색(G), 파란색(B)의 3색 광원들로 색상을 표현하는 것으로 가정한다. 또한 3색 광원의 집합들이 둘 이상인 것으로 가정하며, 각 3색 광원들을 LED인 것으로 가정한다.

외부 카메라(30)는 디지털 조명장치(20)에 포함되어 구성되거나 또는 같은 위치에 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 외부 카메라(30)는 사용자의 동작을 촬영하고, 촬영된 정보를 유무선 네트워크(40)를 통해 조명제어장치(10)로 제공한다. 이러한 외부 카메라(30)는 필요에 따라서 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 또한 [도 1]에서는 외부 카메라(30)만을 도시하였으나, 필요에 따라서는 외부 센서를 더 포함할 수도 있다.

그러면 이상에서 설명한 [도 1]의 구성을 이용하여 전체적인 동작을 살펴보기로 한다.

조명제어장치(10)는 내부의 카메라/센서 또는 외부 카메라(30)/센서를 이용하여 참조부호 50과 같은 사용자의 동작을 검출할 수 있다. 이때, 외부 카메라(30)/센서는 유무선 네트워크(40)를 통해 조명제어장치(10)로 검출된 데이터를 제공한다. 이처럼 사용자의 동작 또는 상태를 검출하면, 조명제어장치(10)는 미리 저장된 데이터와 검출된 사용자의 동작을 비교한다. 만일 사용자의 동작이 미리 저장된 데이터와 일치하는 경우 조명제어장치(10)는 현재 디지털 조명장치(20)로 제공한 조명제어신호와 그 검출된 데이터에 따라 생성해야 하는 조명제어신호가 서로 다른가를 검사한다.

그 검사 결과 조명제어신호가 서로 상이한 경우 조명제어장치(10)는 디지털 조명장치(20)를 제어하기 위한 신호를 새롭게 생성하여 유무선 네트워크(40)를 통해 디지털 조명장치(20)로 제공한다. 그러면 디지털 조명장치(20)는 조명제어장치(10)로부터 수신된 조명제어신호에 의거하여 조명의 온/오프, 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치 등을 변경한다.

한편, 디지털 조명장치(20)와 조명제어장치(10)가 일체형으로 구성될 수도 있다. 이처럼 디지털 조명장치(20)와 조명제어장치(10)가 일체형으로 구성되는 경우 외부 카메라(30)와 외부 센서를 구비하지 않도록 할 수 있다. 이러한 경우 네트워크(40)도 불필요하다.

[도 3]은 본 발명에 따른 조명제어장치의 기능적 내부 블록 구성도이다. 도면을 참조하면, 조명제어장치는 내장 카메라(101), 내장 센서(103), 메모리(105), 제어부(107), 조명제어 무선통신부(111), 안테나(ANT), 조명제어 유선통신부(113)를 포함하며, 구현 예에 따라서는 다른 구성을 추가로 구성할 수도 있고 이상의 구성 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다.

내장 카메라(101)는 사용자의 동작을 사진 형태 또는 동영상 형태로 촬영하고, 그 촬영된 정보를 디지털 정보로 변환하여 제어부(107)로 제공한다. 내장 센서부(103)는 주변의 소리를 검출하는 센서, 사용자의 움직임을 검출하는 센서, 주변의 온도변화를 검출하는 센서, 사용자와의 거리를 측정하는 센서 등과 같은 다양한 센서로 이루어진다. 필요에 따라 내장 카메라(101)와 내장 센서부(103) 중 하나만을 포함할 수도 있다. 또한 내장 카메라(101)와 내장 센서부(103)는 일 예로서 마이크로소프트(MS)사에서 제공하는 동작인식을 위한 장치인 키넥트(Kinect)를 이용할 수도 있다.

메모리(105)는 조명제어장치(10)의 동작에 필요한 데이터와 제어 시 발생되는 데이터를 임시 저장하는 영역을 포함하며, 본 발명에 따라 미리 설정된 동작 또는 상황 변화 등에 따라 생성해야 할 명령 등을 저장하는 영역을 포함한다. 미리 설정된 동작 또는 상황 변화 등에 따라 생성해야 할 명령 즉, 메모리(105)에 상황별로 저장되는 데이터의 종류를 예를 들어 살펴보자.

1. 사용자가 브이(V)형 손가락 제스처를 취하는 경우 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터

2. 손가락을 펴는 숫자에 따라 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터

3. 사용자와 디지털 조명간 거리에 따라 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터

4. 취침 시 숙면을 제공하기 위한 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터

5. 일출을 검출할 시 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터

6. 전화가 올 경우 디지털 조명의 색상을 변화시키거나 또는 깜빡임을 통해 사용자에게 알리기 위한 데이터

7. 야간에 사용자가 이동함에 따라 디지털 조명의 조사 위치를 변경하기 위한 데이터

8. 조명 주변의 인원 분포에 따라 디지털 조명의 조사 범위를 변경하기 위한 데이터

9. 어린이 방의 경우 밤에 어린아이가 두려워하지 않도록 하기 위한 디지털 조명의 밝기 및 색상 변경을 위한 데이터

10. 기상 알람이 울릴 경우 디지털 조명의 색상 및 밝기를 설정하기 위한 데이터

11. 사용자가 수면에 들어가면 밝기가 점차적으로 감소하다가 미리 설정된 시간 경과 후 조명을 끄기 위한 데이터

12. 사용자가 독서를 시작하면 편리하게 독서할 수 있도록 적절한 밝기로 조정하고 조명을 집중 조사하기 위한 데이터

이상에서 예시한 경우 이외에도 다양한 경우에 따라 조명을 변경하기 위한 데이터를 설정할 수 있다. 따라서 메모리(105)에는 각 상황에 맞춰 디지털 조명을 제어하기 위한 데이터를 저장하고 있다.

제어부(107)는 내장 카메라(101) 또는 내장 센서부(103) 또는 외부 카메라(30) 또는 외부 센서로부터 상황에 대한 정보를 수신하면, 메모리(105)에 저장된 데이터와 비교하여 디지털 조명장치(20)로 조명제어신호를 전송해야 하는지를 검사한다. 만일 조명제어신호를 전송해야 하는 경우 제어부(107)는 디지털 조명장치(20)를 구동하기 위한 데이터를 메모리(105)로부터 읽어와 이를 조명제어신호로 변환한다.

조명제어신호를 좀 더 구체적으로 살펴본다. 조명제어신호는 3색의 광원으로 구성된 각 LED들의 온/오프, 밝기 정보, 빛의 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 정보이다. 따라서 제어부(107)는 메모리(105)로부터 읽어온 데이터를 각 LED들을 구동하기 위한 신호와 디지털 조명장치(20)의 조사 범위와 위치를 설정하기 위한 신호로 변환한다. 이후 제어부(107)는 디지털 조명장치(20)과 통신하기 위해 설정된 방식에 따라 조명제어 무선통신부(111) 또는 조명제어 유선통신부(113) 중 하나로 제공한다.

만일 디지털 조명장치(20)와 조명제어장치(10)가 일체형인 경우에는 제어부(107)는 각 LED들을 구동하기 위한 신호와 디지털 조명장치(20)의 조사 범위와 위치를 설정하기 위한 신호로 변환된 조명제어신호를 직접 디지털 조명장치(20)로 제공한다.

조명제어 무선통신부(111)는 제어부(107)로부터 수신된 조명제어신호를 변조 및 대역상승 변환하여 안테나(ANT)로 출력한다. 이를 통해 디지털 조명장치(20)로 전송할 수 있다. 또한 조명제어 무선통신부(111)는 외부 카메라(30) 또는 외부 센서로부터 조명의 주변상황 변화 또는 사용자의 움직임 검출 신호를 수신할 경우 이를 대역하강 변환 및 복조하여 제어부(107)로 제공한다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 조명제어 무선통신부(111)는 조명제어신호를 디지털 조명장치(20)로 전송하는 경우에만 사용되는 것으로 설명하기로 한다.

조명제어 유선통신부(113)는 제어부(107)로부터 수신된 조명제어신호를 미리 설정된 방식으로 디지털 조명장치(20)로 전송한다. 또한 조명제어 유선통신부(113)는 외부 카메라(30) 또는 외부 센서로부터 조명의 주변상황 변화 또는 사용자의 움직임 검출 신호를 수신할 경우 이를 제어부(107)에서 처리할 수 있는 형태로 변환하여 제어부(107)로 제공한다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 조명제어 유선통신부(111)는 외부 카메라(30) 또는 외부 센서로부터 조명의 주변상황 변화 또는 사용자의 움직임 검출 신호를 수신하는 경우에만 사용되는 것으로 설명하기로 한다.

[도 4]는 본 발명에 따른 디지털 조명장치의 기능적 내부 블록 구성도이다. 도면을 참조하면, 안테나(ANT), 조명장치 무선통신부(201), 모터구동부(203), 모터부(205), 드라이버부(220), LED 배열(230)을 포함하며, 필요에 따라 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 조명장치 유선통신부, 외부 카메라, 외부 센서, 제어부, 메모리 등을 더 포함할 수도 있다.

또한 [도 4]에서는 사용자가 직접 디지털 조명장치(20)의 온/오프를 제어할 수 있는 구성은 생략하였음에 유의해야 한다. 즉, 필요에 따라 디지털 조명장치(20)를 사용자가 직접 온/오프하거나 또는 조명의 색상을 변경하거나 조명의 조사 범위를 변경할 수 있다. [도 4]에서는 이처럼 사용자가 직접 디지털 조명장치(20)를 조작하는 경우에 필요한 구성은 생략했다.

조명장치 무선통신부(201)는 안테나(ANT)로부터 수신된 조명제어신호를 대역하강 변환 및 복조하는 일련의 신호처리를 수행한 후 드라이버부(220)와 모터구동부(203)로 제공한다.

드라이버부(220)는 내부에 제 1 내지 제 3 드라이버를 포함하는 것으로 도시하였다. 이처럼 3개의 드라이버를 포함하도록 구성한 것은 디지털 조명장치(20)가 다양한 색상을 위해 3색의 LED들로 구성된 쌍이 하나 이상 존재하기 때문이다. 따라서 각 드라이버들은 조명장치 무선통신부(201)로부터 수신된 조명제어신호 중 LED들을 제어하기 위한 신호를 추출하고, 이를 이용하여 각각 붉은색 LED(들), 녹색 LED(들), 파란색 LED(들)의 온/오프 또는 밝기를 조절하기 위한 드라이브 신호를 생성하여 해당하는 LED(들)로 출력한다.

LED 배열(230)은 붉은색(R), 녹색(G), 파란색(B)을 하나의 쌍으로 갖는 광원을 하나이상 포함하며, 그에 따라 드라이버부(220)로부터 수신된 각 LED들의 드라이브 신호에 근거하여 각 LED들이 구동된다.

모터구동부(203)는 조명장치 무선통신부(201)로부터 수신된 조명제어신호 중 조명의 조사 범위 또는 조사 위치에 따라 모터부(205)를 제어하기 위한 신호를 생성하여 모터부(205)로 출력한다.

모터부(205)는 LED 배열(230)의 조사 범위 조정이 필요한 경우 즉, 넓은 영역에 빛을 조사해야 하거나 좁은 영역에 빛을 조사해야 하는 경우에 맞춰 LED 배열의 갓을 조정한다. 또한 모터부(205)는 사용자의 움직임에 맞춰 이동 방향으로 빛을 조사해야 하는 경우 LED 배열(230)에서 생성된 빛이 사용자의 움직임에 맞춰 조사될 수 있도록 LED 배열(230)의 각도를 입체적으로 조정한다.

[도 5]는 본 발명의 기술적 사상에 따라 디지털 조명장치를 제어하기 위한 순서도이다. [도 5]에서는 외부에 존재하는 카메라 또는 센서로부터 사용자의 동작 또는 주변상황의 정보가 수집되어 디지털 조명장치(20)를 제어하는 경우를 예시한 것이다. 만일 조명제어장치(10) 내부에 구비된 카메라 또는 센서로부터 사용자의 동작 또는 주변상황의 정보가 수집되는 경우는 [도 5]의 순서도를 변형하여 이해할 수 있다.

조명제어장치(10)는 S200 단계에서 미리 설정된 또는 이전에 수집된 정보를 근거로 디지털 조명장치(20)를 제어하기 위한 조명제어신호를 송신한다. 이때 전송되는 조명제어신호는 조명의 밝기, 색상 및 조명의 조사 범위와 조사 위치 정보를 포함할 수 있다. 또한 이처럼 전송되는 조명제어신호는 조명제어 무선통신부(111)를 통해 전송되는 것으로 가정한다.

이후 S202 단계와 같이 외부 센서 및 카메라(30)로부터 주변상황의 변화 또는 사용자의 특정 제스처 등의 상황보고 신호를 수신한다. 이러한 상황보고 신호의 수신은 주기적으로 또는 지속적으로 이루어질 수 있다. [도 5]에서는 디지털 조명장치(20)와 외부센서/카메라(30)가 서로 다른 위치에 존재하는 것처럼 도시하였으나 외부센서/카메라(30)가 디지털 조명장치(20)의 내부에 구비될 수도 있다. 또한 조명제어장치의 외부 센서 및 카메라(30)로부터 주변상황의 변화 또는 사용자의 특정 제스처 등의 상황보고 신호가 수신되는 경우는 유선 통신부(113)를 통해 수신하는 것으로 가정한다.

한편, 상황 정보의 보고는 조명제어장치(10)의 내부에 구비된 카메라 또는 센서들로부터 이루어질 수도 있다. 내부에 구비된 카메라 또는 센서들로부터 상황 정보 보고도 외부 센서 및 카메라(30)와 동일하게 주기적으로 또는 지속적으로 이루어질 수 있다.

S202 단계와 같이 상황 정보의 보고 신호가 수신되는 경우 조명제어장치(10)의 제어부(107)는 S204 단계에서 수신된 신호의 정보가 메모리(105)에 저장된 정보와 매칭되는가를 검사한다. 즉, 앞서 [도 3]에서 12가지로 예시한 바와 같이 사용자의 제스처 또는 주변상황 변화가 미리 저장된 조명의 조정이 필요한 상황들과 매칭되는가를 검사한다.

그러면 여기서 도면을 참조하여 조명의 조정이 필요한 상황들에 따른 사용자의 제스처들을 예로 살펴보기로 한다. [도 6]은 본 발명에 따라 조명제어를 위한 사용자의 동작 및 손 움직임을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 6가지 경우를 예시하였다. [도 6]의 (a)는 사람의 손을 좌에서 우로 이동하는 경우와 우에서 좌로 이동하는 경우이다. (a)의 경우에 따른 명령은 사람의 손을 좌로 또는 우로 이동함에 따라 디지털 조명장치(20)의 조사 위치를 좌로 또는 우로 변경하는 명령의 예시이다.

[도 6]의 (b)는 한 손가락으로 동그라미 모양이 되도록 한 경우와 양손의 손가락들을 이용하여 엑스 모양을 예시하였다. (b)의 경우에 따른 명령은 동그라미와 엑스 모양을 각각 전원의 온과 전원의 오프 명령으로 예시한 것이다.

[도 6]의 (c)는 손가락을 모두 편 상태와 주먹을 쥔 상태이다. (c)의 경우에 따른 명령은 손가락을 모두 편 상태와 주먹을 쥔 상태를 이용하여 조명의 범위를 조정하는 것이다. 예를 들어 손가락을 모두 편 상태는 조명 범위를 넓히도록, 주먹을 쥔 상태는 조명 범위를 좁히도록 하는 경우를 예시한 것이다.

[도 6]의 (d)는 손가락 하나, 손가락 둘, 손가락 셋을 편 상태이다. (d)의 경우는 손가락의 펴진 개수를 이용하여 조명의 밝기 단계를 조정하는 명령을 예시한 것이다. 따라서 한 손의 손가락만을 이용하여 조명의 밝기만을 조절하는 경우 최대 5 단계의 조명 밝기를 설정할 수 있다.

[도 6]의 (e)는 사용자가 취침 상태에 드는 경우를 예시하였다. (e)의 경우 동작인식과 주변상황인식을 통해 사용자가 숙면을 취한다고 판단되는 경우라면 조명제어장치(10)는 조명밝기를 단계적으로 어둡게 하다가 일정 시간(미리 설정된 시간)이 경과하면 전원을 오프한다. 하지만 동작인식과 주변상황인식을 통해 사용자가 현재 숙면을 취하지 못하고 있다고 판단하는 경우 즉, 숙면을 취하지 못하는 상황이라고 저장된 패턴(미리 결정된 시간 내에 지속적으로 뒤척임이 존재하는 경우)이 검출되면, 사용자가 숙면을 취할 수 있도록 조명의 색상과 밝기를 일련의 시퀀스에 따라 조정한다.

[도 6]의 (f)는 자명종이 울리는 경우이다. (f)와 같이 자명종이 울리면, 조명제어장치(10)는 그 장명종 소리의 패턴을 인식하고 그에 따라 조명전원이 일련의 순서에 따라 켜지면서 사용자가 기본좋게 잠이 깰 수 있도록 미리 설정된 조명 패턴으로 색상을 조정하는 명령을 예시하였다.

다시 [도 5]를 참조하면, S204 단계의 검사결과 디지털 조명장치(20)의 조명을 변경하는 것이 적합한 상황으로 인식된 경우에 해당하면, 조명제어장치(10)는 S206 단계에서 이전에 조명제어신호를 송신하였던 상황과 동일한 상황인가를 검사한다. 즉, S200 단계에서 이미 제공한 조명제어신호와 매칭된 상황이 동일한 상황인가를 검사한다. 이를 통해 조명제어신호를 새로이 생성하여 전송해야 하는가를 검사할 수 있다.

S206 단계의 검사결과 디지털 조명장치(20)로 조명제어신호를 송신해야 할 필요가 있는 경우 S208 단계와 같이 조명제어장치(10)는 조명제어신호를 생성하여 디지털 조명장치(20)로 전송한다.

디지털 조명장치(20)는 S206 단계의 조명제어신호를 수신하면, S210 단계에서 조명제어신호를 분석하여 LED 배열(230) 및 모터부(205)를 구동하여 디지털 조명을 제어한다. 이때 디지털 조명의 색상 및 밝기만 조정이 필요한 경우라면 드라이버부(220)에서 LED 배열(230)만을 제어하도록 한다. 반면에 조명의 이동만이 필요한 경우라면 모터구동부(203)에서 모터부(205)를 구동하기 위한 신호를 생성하여 모터부(205)만을 구동하도록 제어한다. 또한 디지털 조명의 색상과 밝기와 함께 조명의 이동 또는 조명의 조사 범위 변경이 필요한 경우라면 드라이버부(220)와 모터구동부(203)에서 각각 제어를 위한 동작이 이루어진다.

이상에서는 설명한 [도 5]의 과정은 조명제어장치(10)와 디지털 조명장치(20)가 일체형으로 구성된 경우이든 [도 1]에서와 같이 분리된 상황이던 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드의 형태로 구현하는 것이 가능하다. 이때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예: 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산된 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드, 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

10 : 조명제어장치
20 : 디지털 조명장치
30 : 외부 카메라
40 : 유무선 네트워크
50 : 사용자의 동작
101 : 내장 카메라
103 : 내장 센서부
105 : 메모리
107 : 제어부
111 : 조명제어 무선통신부
113 : 조명제어 유선통신부
201 : 조명장치 무선통신부
203 : 모터구동부
205 : 모터부
220 : 드라이버부
230 : LED 배열

Claims

동작인식과 상황인식을 통해 조명제어장치가 디지털 조명장치를 제어하는 방법에 있어서,
센서 또는 카메라를 통해 사용자 동작 및 주변상황을 인식하고 그에 따른 상황보고 신호를 생성하는 단계;
상기 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위해 사용자 동작과 주변상황에 대응하도록 미리 저장된 패턴과 상기 상황보고 신호 간의 매칭을 검사하는 단계;
상기 상황보고 신호가 상기 패턴과 매칭되는 경우 상기 매칭된 패턴에 대응하여 상기 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 조명제어신호를 디지털 조명장치로 전송하는 단계;
를 포함하여 구성되는 동작인식과 상황인식을 통한 디지털 조명장치의 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 사용자 동작은 손의 움직임, 손가락 모양, 사용자 위치이동 중의 하나 이상을 포함하여 구성되고,
상기 주변상황은 사용자의 취침형태, 특정 패턴의 소리 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작인식과 상황인식을 통한 디지털 조명장치의 제어 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 상황보고 신호가 상기 저장된 패턴과 매칭되는 경우 이전에 전송한 조명제어신호와 대비하여 변경이 필요한가를 검사하는 단계;
상기 이전에 전송한 조명제어신호와 대비하여 변경이 필요한 경우에만 상기 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 단계;
를 더 포함하여 구성되는 동작인식과 상황인식을 통한 디지털 조명장치의 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 조명제어신호의 전송은 무선 개인 근거리통신망(WPAN), 무선 근거리 통선망(WLAN), 이동통신망, 유선회로 중의 하나 이상을 통해 달성되는 것을 특징으로 하는 동작인식과 상황인식을 통한 디지털 조명장치의 제어 방법.
동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치로서,
사용자 동작에 대한 정보를 획득하기 위한 카메라;
온도변화, 사용자와의 거리, 사용자의 이동 정보를 획득하기 위한 센서부;
상기 사용자 동작과 주변상황에 대응하도록 미리 저장된 패턴 및 사용자 동작과 주변상황에 매칭되어 상기 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 제어하기 위한 제어데이터를 저장하는 메모리;
상기 센서 또는 카메라를 통해 사용자 동작 및 주변상황에 대한 정보를 제공받아 상기 메모리에 저장된 패턴과의 매칭을 검사하고, 상기 검사 결과 어느 하나의 패턴과 매칭되는 경우에는 상기 매칭된 패턴에 대응하여 상기 메모리에 저장된 제어데이터를 활용하여 상기 디지털 조명장치의 색상, 밝기, 조사 범위, 조사 위치를 설정하기 위한 조명제어신호를 생성하는 제어부;
상기 제어부에서 생성된 조명제어신호를 상기 디지털 조명장치로 전송하는 통신부;
를 포함하여 구성되는 동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치.
청구항 5에 있어서,
상기 사용자 동작은 손의 움직임, 손가락 모양, 사용자 위치이동 중의 하나 이상을 포함하여 구성되고,
상기 주변상황은 사용자의 취침형태, 특정 패턴의 소리 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치.
청구항 6에 있어서,
상기 조명제어장치와 상기 센서 또는 카메라는 상기 디지털 조명장치에 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치.
청구항 7에 있어서,
상기 통신부는 무선 개인 근거리통신망(WPAN), 무선 근거리 통선망(WLAN), 이동통신망, 유선회로 중의 하나 이상을 통해 상기 조명제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 동작인식과 상황인식을 통해 디지털 조명장치를 제어하는 조명제어장치.