KR20150045549A - 해상 구조물의 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상 구조물내에 설치된 조명등의 용도, 구조물 거주인의 감성정보 및 작업 효율성을 고려하여 조명등을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 해상 구조물의 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 해상 구조물에 설치된 조명등의 용도별 설정정보를 저장한 설정정보 데이터베이스; 및 상기 해상 구조물에 설치된 조명등과 통신 가능하며, 상기 설정정보 데이터베이스에 저장된 설정정보에 근거하여 상기 조명등의 용도에 맞게 조절된 조명제어신호를 해당 조명등을 구동시키는 조명 구동부에 전송하는 조명제어서버를 포함하되, 상기 조명제어서버는 상기 조명등이 위치하는 구역의 온도, 습도 및 생물 유무 중 적어도 하나를 포함하는 외부조건정보를 수신하고 수신된 외부조건정보를 반영하여 상기 조명제어신호를 더 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템이 제공된다.

Description

해상 구조물의 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 제어 방법{LIGHTING SYSTEM OF MARINE STRUCTURE AND METHOF FOR CONTROLLING LIGHT USING THE SAME}

본 발명은 해상 구조물의 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상 구조물내에 설치된 조명등의 용도, 구조물 거주인의 감성정보 및 작업 효율성을 고려하여 조명등을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 해상 구조물의 조명 시스템 및 이를 이용한 조명 제어 방법에 관한 것이다.

해상운송은 대량운송이 가능하고 운송비가 저렴한 장점이 있어, 중요한 운송수단으로 사용되고 있다.

근래, 선박은 디지털 선박으로 개조되어, 센서에 의해 감지된 계측정보를 디지털 IT 기반으로 통합하여 운항에 이용하고 있을 뿐만 아니라, 선박에서 근거리 통신 서비스, 공중파 서비스, 사설 전화 서비스 등의 유무선 통신방식을 이용할 수도 있다.

운송수단에 있어서는 운송/운항 기술뿐 아니라, 탑승자에게 쾌적한 탑승환경을 제공하는 것이 중요한 고려사항이다. 특히, 선박의 경우, 다른 운송수단에 비해 장시간에 걸쳐 탑승하게 되는 경우가 많으므로, 탑승환경의 중요성은 더욱 커진다.

이러한 탑승환경의 중요성을 고려하여 선박 탑승자의 감성을 인식하여 그에 따른 조명을 제어할 수 있는 조명 제어 시스템이 대한민국 공개특허 제2011-0113437호(공개일: 2011.10.17., 선박의 탑승자의 생체 정보를 이용한 감성 인식 조명 제어 시스템) 외에 다수가 출원되어 있는 상태이다.

상기 특허를 포함하는 종래의 감성 조명 제어 시스템은 맥박, 혈압, 혈당 및 스트레스 중 적어도 하나를 포함하는 선박 탑승자의 생체정보를 수집하는 복수의 센서; 진단 알고리즘을 이용하여 상기 생체정보에 따른 상기 탑승자의 감성을 분류하고, 상기 감성에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어신호에 딸가 조명등을 제어하는 조명 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있습니다.

그러나, 상기 특허를 포함하는 종래의 감성 조명 제어 시스템은 탑승자의 생체정보에 따른 감성만을 고려할 뿐, 해상 구조물내에서 구조물의 동작/운용 안정성이 가장 우선시되고, 이를 보완시키는 범위내에서 거주민의 감성정보가 고려될 필요가 있다.

또한 종래의 선박, 해양 플랜트 등과 같은 해상 구조물 내 조명 제어 시스템은 조명들이 규정된 스팩에 의도된대로 동작하기 때문에 해상 조건에서의 사정 변경, 해상 구조물의 거주민의 정신/육체적 상태에 대한 세세한 유동적 제어가 없었다.

대한민국 공개특허 제2011-0113437호(2011.10.17.) "선박 탑승자의 생체 정보를 이용한 감성 인식 조명 제어 시스템"

본 발명의 목적은, 해상 구조물내에 설치된 조명등의 용도, 구조물 거주인의 감성정보 및 작업 효율성을 고려하여 조명등을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 해상 구조물의 조명 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해상 구조물에 설치된 조명등의 용도별 설정정보를 저장한 설정정보 데이터베이스; 및 상기 해상 구조물에 설치된 조명등과 통신 가능하며, 상기 설정정보 데이터베이스에 저장된 설정정보에 근거하여 상기 조명등의 용도에 맞게 조절된 조명제어신호를 해당 조명등을 구동시키는 조명 구동부에 전송하는 조명제어서버를 포함하되, 상기 조명제어서버는 상기 조명등이 위치하는 구역의 온도, 습도 및 생물 유무 중 적어도 하나를 포함하는 외부조건정보를 수신하고 수신된 외부조건정보를 반영하여 상기 조명제어신호를 더 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템이 제공된다.

상기 해상 구조물에 설치된 조명등은 복수이고,

복수의 조명등 각각은 해당 조명등의 용도를 나타내는 식별정보를 상기 조명제어서버에 전송하며, 상기 조명제어서버는 상기 식별정보에 해당하는 용도의 설정정보를 상기 설정정보 데이터베이스에서 추출하여 추출된 설정정보에 따라 조절된 조명제어신호를 상기 조명 구동부에 전송하는 것이 바람직하다.

상기 조명제어서버는 상기 복수의 조명등으로부터 각 조명에 대한 동작정보를 더 수신하여 상기 조명제어신호를 조절하거나, 또는 상기 조명등의 용도에 해당하는 설정정보와 상기 해상 구조물의 외부 밝기에 따라 상기 조명제어신호를 조절하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템은 적어도 하나의 감성정보별로 조명정보를 저장한 감성정보 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 조명제어서버는 상기 해상 구조물내에 설치된 센서들로부터 수신되는 상기 외부조건정보에 의해 감성정보를 추측하고 추측된 감성정보에 해당하는 조명정보를 상기 감성정보 데이터베이스로부터 추출하여 상기 조명제어신호를 더 조절하는 것이 바람직하다.

상기 외부조건정보는 시간과, 기상, 기후 및 상기 해상 구조물의 동작 상태를 포함하는 전역적 외부조건정보와, 상기 해양 구조물의 위치와, 상기 위치에서 채광, 온도, 습도, 진동 및 소음을 포함하는 국부적 외부조건정보를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 조명제어서버는 상기 해상 구조물내 구역별 거주민의 표정, 몸짓, 동작, 맥박 및 혈압 중 적어도 하나를 포함하는 주관적정보를 더 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것이 바람직하다.

상기 해상 구조물의 선실, 항해실은 상기 주관적정보를 측정하기 위한 센서들이 설치되고, 상기 조명제어서버는 상기 센서들로부터 수신된 주관적정보를 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것이 바람직하다.

상기 설정정보 데이터베이스는 상기 해상 구조물에 설치된 조명등의 식별정보와, 상기 식별정보에 연관지어 광량 및 색상에 대한 상기 설정정보가 저장되는 것이 바람직하다.

상기 조명제어서버는 상기 외부조건정보를 미리 정의된 감성정보예측함수에 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것이 바람직하다.

상기 조명제어서버는 상기 외부조건정보에 대응하는 감성정보예측함수의 가중치를 산출하고, 산출된 가중치를 역전파 알고리즘을 통해 나온 결과값을 근거로 하여 상기 산출된 가중치를 갱신하여 다시 감성정보를 추측하는 것이 바람직하다.

상기 감성 데이터베이스에는 작업별 또는 외부조건별로 기 정의되어 있는 요구되는 감성정보별 감성컬러 및 조명정보가 저장되어 있는 것이 바람직하다.

상기 조명제어서버는 거주민이 위치하는 구역이 작업장인 경우 상기 추측된 감성정보보다 상기 작업장에 위치하는 조명등의 용도에 맞춰 조명 제어되도록 상기 요구되는 감성정보별 조명컬러 및 조명정보에 따라 상기 조명제어신호를 생성하고, 위험상황정보가 수신되면 상기 감성정보 데이터베이스로부터 해당 감성컬러를 추출하여 추출된 감성컬러로 조명제어되도록 상기 조명제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.

상기 해상 구조물의 특정 구역에서는 상기 조명제어서버와 독립적으로 상기 특정 구역에 설치된 적어도 하나의 조명등을 제어하는 조명제어장치를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 조명제어장치는 상기 특정구역에 설치되어 해당 구역의 외부조건정보를 측정하기 위한 센서들; 상기 센서들로부터 수신된 외부조건정보에 근거하여 해당 구역에 설치된 조명등의 용도에 맞게 조명제어를 수행하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 조명등의 색상, 밝기, 또는 색상 및 밝기를 조절하는 조명 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 조명제어장치와 상기 조명등을 구동시키는 조명 구동부는 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러는 상기 조명제어서버로부터 위험상황정보를 수신하여 그에 따라 상기 조명등의 조명제어를 수행하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러는 상기 특정 구역에 위치하는 거주민의 감성정보를 추측하고, 그 감성정보를 기반으로 상기 특정 구역에 설치된 조명등의 조명제어를 수행하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 해상 구조물의 특정구역에 설치되어 해당 구역의 외부조건정보를 측정하기 위한 센서; 상기 센서들로부터 수신된 외부조건정보에 근거하여 해당 구역에 설치된 조명등의 용도에 맞게 조명제어를 수행하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 조명등의 색상, 밝기, 또는 색상 및 밝기를 조절하는 조명 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명제어장치가 제공된다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 해상 구조물에 설치된 복수의 조명등을 제어하는 조명제어서버를 포함하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명제어 방법으로서, 상기 조명제어서버가 상기 복수의 조명등으로부터 고유의 식별정보를 수신하는 단계; 상기 조명제어서버가 상기 수신된 고유의 식별정보에 해당하는 용도별 설정정보를 설정정보데이터베이스로부터 추출하는 단계; 상기 조명제어서버가 상기 추출된 설정정보에 따라 조명제어신호를 생성하는 단계; 및 상기 조명제어서버가 상기 생성된 조명제어신호를 해당 조명등에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법이 제공된다.

상기 수신하는 단계는 상기 조명제어서버가 상기 해상 구조물에 설치된 센서로부터 외부조건정보를 수신하고, 상기 생성하는 단계는 상기 조명제어서버가 상기 설정정보와 상기 수신된 외부조건정보를 이용하여 조명제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법은 상기 생성하는 단계 이전에, 상기 조명제어서버가 상기 외부조건정보를 이용하여 감성정보를 추측하는 단계를 더 포함하고, 상기 생성하는 단계는 상기 조명제어서버가 상기 감성정보를 더 반영하여 상기 조명제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.

상기 수신하는 단계는 상기 조명제어서버가 거주민을 위치하는 구역에 설치된 센서로부터 주관적 정보를 수신하고, 상기 생성하는 단계는 상기 조명제어서버가 상기 주관적정보를 더 반영하여 상기 조명제어신호를 생성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면 해상 구조물내에 설치된 조명등의 용도, 구조물 거주인의 감성정보 및 작업 효율성을 고려하여 조명등을 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 조명의 용도 뿐만 아니라 해상 구조물의 외부 밝기에 따라서 조명등의 조명제어를 함에 따라 소비전력을 최소화할 수 있는 효과도 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 거주인의 감성정보를 추측하여 감성정보에 따른 조명제어를 수행함에 따라 거주민의 정신/물리적 건강도 충족시킬 수 있는 효과도 있다. 특히 감성정보 데이터베이스에 저장된 작업별 조명정보에 따라 조명제어를 수행함에 따라 거주민의 작업 효율성도 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 외부조건정보와 감성정보예측함수를 이용하여 감성정보를 추측하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 5는 도 4에 도시된 감성정보 추측 서브루틴을 설명하기 위한 블록도, 그리고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 설명하기 위한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 도시된 조명제어서버를 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물의 조명 시스템은 해상 구조물에 설치되는 조명등(20, 21, 22, 23, 24)의 조명제어를 총괄적으로 수행하는 중앙의 조명제어서버(10)를 포함한다.

조명제어서버(10)는 해상 구조물에 설치되는 복수의 조명등(20, 21, 22, 23, 24)과 양방향으로 통신 가능하게 설치되어 있다. 여기서는 복수의 조명등(20, 21, 22, 23, 24)과 조명제어서버(10)는 예를 들면 전력선 통신에 의해 통신 가능하게 연결될 수 있으나, 반드시 전력선 통신으로 한정되는 것은 아니고 해상 구조물에서 가시광 통신, 근거리 통신 등의 통신방식이 적절히 채택될 수도 있다.

해상 구조물에 설치된 조명등은 탐조등(Search light)(21), 항해등(Navigation & Signal Light)(22), 방폭등(Explosion-proof light)(23) 및 작용등(Working Light)(24)을 포함한다. 해상 구조물에서 조명해야 하는 용도에 맞춰서 조명등이 설치되므로, 해상 구조물에 설치된 조명등에는 용도를 나타내는 고유의 식별정보가 정해져 있다.

조명제어서버(10)는 해상 구조물에서 조명등의 용도뿐만 아니라 해상 구조물 내 거주민이 거주하거나 이동하는 구역에 있는 조명에 대해서는 거주민의 감성 정보도 고려하여 해당 조명등의 조명제어를 위한 조명제어신호를 전송할 수 있다.

해상 구조물에 설치된 조명등((20, 21, 22, 23, 24)으로부터 각 조명에 대한 정보(on/off, 광량, 색상 등과 같은 조명별 동작 정보) 뿐만 아니라 조명이 위치하는 구역에 대한 외부조건정보(온도, 습도, 생물 유/무)가 조명제어서버(10)에 전송된다. 여기서 외부조건정보는 해상 구조물 전반에 설치되거나 조명등이 있는 구역별로 설치되는 센서(40)들로부터 측정되며, 조명제어서버(10)에 전송된다.

복수의 조명등(20, 21, 22, 23, 24) 각각은 도시하지는 않았지만 조명부와, 그 조명부에 전원을 공급하는 전원공급부와, 조명제어서버(10)와 통신을 수행하는 통신부와, 조명부를 제어하는 조명구동부를 포함한다. 조명부는 복수의 LED를 포함할 수 있다. 조명 구동부는 조명부를 통하여 제공되는 조명밝기 또는 색상 등을 조절할 수 있다.

복수의 조명등(20, 21, 22, 23, 24)로부터 수신된 정보를 이용하여 조명제어서버(10)는 조명의 설정에 대한 조명제어신호를 생성 또는 생성된 조명제어신호를 변경하여 그 조명제어신호를 해당 조명등에 제공한다. 즉 조명제어서버(10)는 조명등 중 인간이 있는 조명등(20)으로부터 수신되는 정보 일부는 감성정보를 추측하는데 사용되며, 감성정보를 더 고려하여 조명제어신호를 적절하게 조절할 수 있다.

도 1에서는 조명제어서버(10)와 데이터베이스(30)를 각각 구비하는 것으로 도시하고 있지만 조명제어서버(10)와 데이터베이스(30)를 통합적으로 설치될 수도 있다.

데이타베이스(30)는 설정정보 데이터베이스(31)와 감성정보 데이터베이스(32)를 포함한다. 설정정보 데이터베이스(31)에는 용도별로 설정정보를 저장하고 있으며, 감성정보 데이터베이스(32)에는 감성정보별로 조명정보를 저장하고 있다.여기서, 설정정보는 예를 들면 방향, 시광각도, 색상 및 가시거리를 위한 광량 중 적어도 하나를 포함하다.

조명제어서버(10)는 해상 구조물의 동작/기능을 메인으로 동작하는 제1타입의 조명등(21, 22, 23, 24)과, 인간도 사용하기 위한 제2타입의 조명등(20)을 분류시켜 제1 및 제 2 타입의 조명등에 맞춰 조명제어를 수행할 수 있다.

제1타입의 경우, 조명제어서버(10)는 1타입 조명등(21, 22, 23, 24)의 식별정보를 수신하여 조명등의 용도에 따라 조명제어신호를 생성하여 해당 조명등에 각각 전송할 수 있다. 용도에 따른 설정정보는 설정정보 데이터베이스(31)에 저장된 정보만을 가지고 조명제어신호를 설정할 수 있지만, 해상 구조물의 외부 환경(예를 들면 해상 구조물의 외부 밝기 등)에 따라서도 조절될 수 있다. 예컨대, 낮/밤시간대에 따라 항해등, 신호등, 탐조등의 on/off가 달라질 수 있고, 외부환경의 밝기에 따라 동일한 광량이더라도 조명의 가시거리가 달라질 수 있기 때문이다.

따라서 조명제어서버(10)는 설정정보 데이터베이스(31)에 저장된 용도별 설정정보와 외부조건정보를 조합하여 1타입의 조명등(21, 22, 23, 24)을 제어할 수 있다.

제2타입의 경우, 인간이 사용하기 위한 주요한 용도는 인간이 사물, 환경을 식별하기 위한 기능(가시기능)과 심미성 같은 감성기능도 있을 수 있다. 즉, 제2 타입의 조명등(20)은 인간이 사물을 식별하는 작업을 효율적으로 하거나 적절한 휴식, 여가를 최대한 즐길 수 있으면 좋다. 이를 위해 조명제어서버(10)는 용도, 외부조건정보 뿐만 아니라 인간의 감성정보를 더 반영하여 조명제어신호를 생성하고 생성된 조명제어신호를 제2타입의 조명등(20)에 전송한다.

여기서 감성정보는 해상 구조물내 설치된 센서(40)로부터 수신되는 외부조건정보를 고려하여 감성정보를 추측한다. 거주민의 감성정보는 해상 구조물의 주변환경, 해상 구조물의 상태, 해상 구조물내 거주민이 있는 구역마다 달라질 수 있다. 이러한 제반조건을 외부조건정보로 설정하고 외부조건정보를 두가지 형태로 분류할 수 있다.

외부조건정보는 시간(바이오리듬)과, 기상, 기후 및 해상 구조물의 동작 상태(운항, 계류, 정박, 진동 등)를 포함하는 전역적 외부조건정보와, 위치, 위치의 환경(채광, 온도, 습도, 진동, 소음 등)을 포함하는 국부적 외부조건정보를 포함한다.

상술된 외부조건정보는 제1타입의 조명등(21, 22, 23, 24)에 조명제어신호를 조절하는데 사용될 수도 있다. 전역적 및 국부적 외부조건정보가 조합되어 각 구역별 인간의 감성정보를 추측하는데 사용될 수 있다. 즉 복수의 거주민에 따라 감성정보도 다양해지는 것도 예측하여 이를 조명제어에 반영할 수 있다.

조명제어서버(10)는 제2 타입의 경우 센서들로부터 수신된 외부조건정보를 기반으로 구역별 거주민의 감성정보를 각각 추측할 수 있다.

조명제어서버(10)는 상술된 외부조건정보외에도 주관적정보, 즉 거주민의 표정, 몸짓, 동작, 맥박, 혈압을 센싱하고 이를 기반으로 감성정보를 추측할 수 있다. 감성정보의 정확한 예측이 절대적으로 필수적인 선장의 선실, 항해실의 경우에는 주관적 정보를 별도로 센싱하는 센서들이 설치되어 감성정보에 반영될 수 있다.

따라서 조명제어서버(10)는 추측된 감성정보별 조명정보를 감성정보 데이터베이스(32)에서 추출하여 조명제어에 반영할 수 있다.

한편, 인간은 외부의 자극에 대해서 직관적이고 반사적으로 즐거움, 노여움, 슬픔과 같은 다양한 반응을 나타낸다. 이러한 감성은 개인에 따라 차이를 보이며 또한 주위의 환경이나 상태에 따라서 많은 영향을 받게 된다.

따라서 개인마다 많은 차리를 가지는 감성을 알아내기 위해서는 많은 사람들에게서 공통적으로 나타날 수 있는 감성을 정의하고 분류하여야 한다.

도 2에서는 외부조건정보에 따라 인간의 감성을 미리 정의하여 둘 수 있고, 외부조건정보별 감성정보를 추측하는 것이 기 정의된 데이터를 통해 학습할 수 있다. 예컨대, 복수의 외부조건정보에 대응하는 입력값과, 감성정보값이 있고, 이들로 이루어진 실험군 데이터가 여러개 기 정의될 수 있다. 이러한 기 정의된 실험군 데이터를 도 3의 학습 알고리즘에 미리 학습시켜 외부조건에 대응하는 감성정보를 위한 함수(Hidden Layer)의 연결 가중치(H11, H12, H13,...H21, H22, H23,...)를 산출할 수 있다.

즉, 감성정보예측함수로 입력되는 입력데이터는 기상, 기후, 습도 등에 관한 외부조건정보로, 비선형 데이터 구조로 이루어져 있어서 다층 퍼셉트롭 구조로 비선형 판별 문제를 해결할 수 있는 역전파 알고리즘을 이용한다.

역전파 알고리즘은 은닉층의 가중치를 조절해 학습함으로써 다른 학습 알고리즘에 비해 높은 정확도를 얻을 수 있다. 역전파 알고리즘은 입력된 값이 신경마의 가중치(Weight, Hii)와 곱하고 더하는 과정을 반복하여 감성정보 출력값이 나온다. 이 출력은 학습 데이터에서 기 정의된 출력과 다르므로, 그 오차 만큼 출력층의 가중치를 갱신할 수 있다. 그 갱신 방향은 도 2의 신경망 처리방향과 반대방향이 된다.

상술한 바와 같이 감성정보가 외부조건정보에 의해 추측되더라도 주관적 정보가 입력되어 수정이 필요한 경우, 해당 주관적 정보를 이용하여 도 2의 학습 알고리즘의 가중치를 갱신하고, 갱신된 알고리즘으로 다시 감성정보를 추측할 수 있다. 이에 따라 외부조건에만 의존하지 않고 입체적인 감성정의 추측이 가능하다.

감성정보가 추측되면, 조명의 용도를 고려하여 조명을 제어할 수 있다. 예컨대 거주민의 감성정보가 인지되더라도, 해당 거주민이 작업장에서 작업해야할 경우에 거주민의 현재 추측된 감성정보에 우선하여 작업을 위한 "요구되는 감성정보"가 있을 수 있다. 이러한 요구되는 감성정보는 작업별, 외부 조건별로 기정의되어 있을 수 있다. 다른 예로, 거주민의 위치가 휴식 공간이거나 휴식 시간인 경우네는 조명을 거주민의 감성정보를 충분히 고려하여 거주민 위주로 제어될 수 있다. 또 다른 예로, 거주민의 작업 여부, 휴식 여부를 떠나 해상 구조물의 비상 상태가 발생한 경우에는 이를 인지, 거주민이 침착하게 대응할 필요가 있기 때문에 구조물의 비상시 요구되는 감성정보로서 조명이 제어됨이 바람직하다.

즉, 감성은 외부환경에 따라 표현될 수 있는 감성의 종류가 다르게 되므로, "요구되는 감성정보"에 따라 사용할 감성컬러가 미리 정의될 수 있다.

여기서는 감성을 처리하기 위해 사용할 감성컬러를 아래의 표 1과 같이 미리 정의할 수 있다. 예컨대 요구되는 감성정보가 아래의 표 1과 같이 5 단계로 정의될 수 있고, 감성 정보별 색상값이 정의될 수 있으며, 이보다 세밀한 레벨의 감성정보 및 조명정보에 관한 통계표가 이용될 수 있다.

분류	감성	컬러	RGB코드값
level 1	지침	gray	#C0C0C0
level 2	우울	dark blue	#00008B
level 3	차분	cerulean	#008DB7
level 4	경쾌	bright red	#FFD919
level 5	흥분	red	#FF000

한편, 외부조건정보가 다양한 만큼 출력되는 감성정보의 레벨도 다양할 수 있다. 감성정보의 레벨링은 기 정의된 분류체계에 따를 수 있고, 분류체계의 선택은 해상 구조물을 이용한 인간의 성향, 종류, 특성에 기초할 수 있다. 즉, 인종, 성별 등에 따라 적합한 분류체계가 선택될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 거주민이 위치하지 않은 구역에 설치된 조명등의 조명제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면 조명제어서버(10)는 해상 구조물내에 설치된 조명등으로부터 용도를 나타내는 식별정보를 수신한다(S11). 여기서 조명등은 도 1에 도시된 바와 같은 용도가 다른 다양한 조명등일 수 있다.

조명제어서버(10)는 수신된 식별정보에 근거하여 해당 조명등의 용도에 맞춰 조명제어를 수행할 설정정보를 설정정보데이터베이스(31)로부터 추출한다(S13).

다음 조명제어서버(10)는 해상 구조물내에 설치된 센서(40)들로부터 외부조건정보가 수신되었는지 여부를 판단한다(S15).

상기 S15 단계의 판단결과, 외부조건정보가 수신되지 않은 경우 조명제어서버(10)는 설정정보 데이터베이스(31)로부터 추출된 설정정보에 따라 조명제어신호를 조절하고 조절된 조명제어신호를 해당 조명등에 제공한다(S16). 이때 해당 조명등에 설치된 조명 구동부는 조명제어서버(10)로부터 수신된 조명제어신호에 따라 조명제어를 수행한다. 따라서 용도 맞춤형으로 조명등을 조명제어할 수 있다.

상기 S15 단계의 판단결과, 외부조건정보가 수신된 경우 조명제어서버(10)는 용도에 따른 설정정보와 수신된 외부조건정보에 따라 조명제어신호를 조절하고 조절된 조명제어신호를 해당 조명등에 제공한다(S19).

이상은 상술된 제1 타입의 조명등에 조명을 제어할때 조명등의 용도에 해당하는 설정정보, 또는 설정정보 및 외부조건정보에 따라 조명등의 조명제어를 수행하는 것이지만, 이하에서는 상술된 제2 타입의 조명등이 설치되는 거주민이 있는 구역에서의 조명제어를 설명하기로 한다.

도 4는 거주민이 위치하는 구역에 설치된 조명등의 조명제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면 조명제어서버(10)는 해상 구조물내에 설치된 조명등으로부터 용도를 나타내는 식별정보를 수신한다(S51).

조명제어서버(10)는 수신된 식별정보에 근거하여 해당 조명등의 용도에 맞춰 조명제어를 수행할 설정정보를 설정정보데이터베이스(31)로부터 추출한다(S53).

다음 조명제어서버(10)는 해상 구조물내에 설치된 센서(40)들로부터 외부조건정보가 수신되었는지 여부를 판단한다(S55).

상기 S55 단계의 판단결과, 외부조건정보가 수신되지 않은 경우 조명제어서버(10)는 설정정보 데이터베이스(31)로부터 추출된 설정정보에 따라 조명제어신호를 조절하고 조절된 조명제어신호를 해당 조명등에 제공한다(S56). 이때 해당 조명등에 설치된 조명 구동부는 조명제어서버(10)로부터 수신된 조명제어신호에 따라 조명제어를 수행한다. 따라서 용도 맞춤형으로 조명등을 조명제어할 수 있다.

상기 S55 단계의 판단결과, 외부조건정보가 수신된 경우 조명제어서버(10)는 외부조건정보에 기반하여 감성정보를 추측하는 서브루틴을 수행한다(S57). 감성정보는 해상 구조물내 설치된 센서(40)로부터 수신되는 외부조건정보를 고려하여 감성정보를 추측할 수 있다.

도 5를 참조하여 감성정보 추측 서브루틴(S57)을 설명하면 조명제어서버(10)는 해상 구조물내 설치된 센서(40)로부터 수신된 외부조건정보를 입력값으로 하고 상술된 역전파 알고리즘을 이용하여 감성정보를 추측한다(S571).

이후 조명제어서버(10)는 거주민이 있는 구역에 설치된 센서들로부터 주관적정보가 수신되었는지 여부를 판단한다(S573). 주관적 정보는 거주민이 위치하는 구역에 설치된 센서들로부터 센싱된 거주민의 표정, 몸짓, 동작, 맥박 및 혈압을 포함한다.

상기 S573 단계의 판단결과, 거주민이 있는 구역에 설치된 센서들로부터 주관적정보가 수신된 경우, 조명제어서버(10)는 역전파 학습 알고리즘의 가중치를 갱신한다(S575). 가중치는 도 2의 알고리즘에 미리 학습시켜 외부조건정보에 대응하는 감성정보를 위한 함수의 연결 가중치이다.

상기 S573의 판단결과, 거주민이 있는 구역에 설치된 센서들로부터 주관적정보가 수신되지 않은 경우, 조명제어서버(10)는 도 4의 S59 단계로 프로세스를 이동한다. 이때 S59단계는 상술된 S571 단계에서 추측된 감성정보에 해당하는 조명정보를 감성정보 데이터베이스(32)에서 추출한다.

조명제어서버(10)는 상술된 S575 단계를 통해 갱신된 가중치를 반영하여 감성정보를 다시 추측한다(S577). 이와 같이 주관적정보가 수신된 경우 다시 추측된 감성정보는 다른 학습 알고리즘에 비해 높은 정확도를 얻을 수 있다.

다시 도 4에서 조명제어서버(10)는 상술된 S571 또는 S577단계를 통해 추측된 감성정보에 해당하는 조명정보를 감성정보 데이터베이스(32)로부터 추출한다(S59).

조명제어서버(10)는 추출된 감성정보에 해당하는 조명정보와, 상술된 S53단계에서 추출된 설정정보를 고려하여 조명제어신호를 조절하고 조절된 조명제어신호를 거주민이 위치하는 구역에 설치된 조명등 또는 조명등의 조명 구동부에 제공한다(S61).

도 6은 상술된 조명제어서버(10)와 독립적으로 조명이 제어되는 조명제어장치를 도시하고 있다.

도 6을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명제어장치(50)는 복수의 센서(51)와, 센서(51)로부터 센싱된 외부조건정보를 수신하여 해당 구역에 설치된 조명등을 제어하는 컨트롤러(52)와, 컨트롤러(52)의 제어에 따라 조명제어를 수행하는 조명 구동부(53)를 포함하여 구성된다.

복수의 센서(51)는 해상 구조물의 특정 구역, 예를 들면 선실 또는 항해실에 설치되고, 특정 구역에서 센싱된 외부조건정보를 컨트롤러(52)에 전달한다.

컨트롤러(52)는 상술된 센서(51)로부터 수신된 외부조건정보를 이용하여 거주민의 감성정보를 추측하고, 감성정보, 인간의 동작, 동선 등을 기반으로 선실에 배치된 조명등, 예를 들면 테이블 등, 책상 등을 제어한다.

더 자세하게 컨트롤러(52)는 특정 구역에 설치된 조명등의 용도에 대한 설정정보를 설정정보 데이터베이스(31)로부터 추출하여 추출된 설정정보에 기반하여 해당 조명등의 조명을 제어하기 위한 조명제어신호를 생성하여 제공한다. 여기서 설정정보를 설정정보 데이터베이스(31)에서 추출하는 것으로 설명하고 있지만, 조명제어장치(50)에 구비된 메모리(미도시)에 용도별 설정정보를 미리 저장 또는 다운로드받은 후에 메모리로부터 설정정보를 추출하는 것도 구현가능하다.

나아가 컨트롤러(52)는 센싱된 외부조건정보를 고려하여 추측된 감성정보에 따른 조명정보를 감성정보 데이터베이스(32)로부터 추출하여 추출된 감성정보를 더 반영하여 조명제어신호를 조절할 수 있다. 여기서도 마찬가지로 조명정보를 감성정보 데이터베이스(32)에서 추출하는 것으로 설명하고 있지만, 조명제어장치(50)에 구비된 메모리에 감성정보별 조명정보를 미리 저장 또는 다운로드받은 후에 메모리로부터 조명정보를 추출하는 것도 구현 가능하다.

컨트롤러(52)와 조명등간의 데이터 송수신은 한정된 공간내에서 데이터 송수신이 비교적 용이한 근거리 무선 통신(예를 들면 지그비, 블루투스, 가시광통신)이 사용될 수 있다.

또한 해상 구조물내 위험상황이 생길 경우 선실 내 조명제어장치(50)라도 조명제어서버(10)로부터 위험상황정보를 수신하고 이에 따라 조명을 제어할 수 있다. 즉, 컨트롤러(52)는 조명제어서버(10)와 통신 접속을 이룬 상태에서 조명제어서버(10)로부터 위험상황정보를 수신하면 그 위험상황정보에 따라 해당 구역에 설치된 조명등의 조명을 제어할 수 있다.

이렇게 함으로써 해상 구조물 내에서 구조물의 동작/운용 안정성이 가장 우선시되어 해상 구조물의 운용을 안정화하면서 이를 보완시키는 범위내에서 거주민의 감성정보를 고려하여 조명제어를 함에 따라 거주민의 작업 효율성도 증대시키고 거주민의 정신/물리적 건강도 충족시킬 수 있다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

10 : 조명제어서버
20 : 제2 타입의 조명등
21, 22, 23, 24 : 제1 타입의 조명등
31 : 설정정보 데이터베이스
32 : 감성정보 데이터베이스
40 : 센서

Claims (22)

1. 해상 구조물에 설치된 조명등의 용도별 설정정보를 저장한 설정정보 데이터베이스; 및
   상기 해상 구조물에 설치된 조명등과 통신 가능하며, 상기 설정정보 데이터베이스에 저장된 설정정보에 근거하여 상기 조명등의 용도에 맞게 조절된 조명제어신호를 해당 조명등을 구동시키는 조명 구동부에 전송하는 조명제어서버를 포함하되,
   상기 조명제어서버는 상기 조명등이 위치하는 구역의 온도, 습도 및 생물 유무 중 적어도 하나를 포함하는 외부조건정보를 수신하고 수신된 외부조건정보를 반영하여 상기 조명제어신호를 더 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 해상 구조물에 설치된 조명등은 복수이고,
   복수의 조명등 각각은 해당 조명등의 용도를 나타내는 식별정보를 상기 조명제어서버에 전송하며,
   상기 조명제어서버는 상기 식별정보에 해당하는 용도의 설정정보를 상기 설정정보 데이터베이스에서 추출하여 추출된 설정정보에 따라 조절된 조명제어신호를 상기 조명 구동부에 전송하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 조명제어서버는
   상기 복수의 조명등으로부터 각 조명에 대한 동작정보를 더 수신하여 상기 조명제어신호를 조절하거나, 또는 상기 조명등의 용도에 해당하는 설정정보와 상기 해상 구조물의 외부 밝기에 따라 상기 조명제어신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 감성정보별로 조명정보를 저장한 감성정보 데이터베이스를 더 포함하고,
   상기 조명제어서버는 상기 해상 구조물내에 설치된 센서들로부터 수신되는 상기 외부조건정보에 의해 감성정보를 추측하고 추측된 감성정보에 해당하는 조명정보를 상기 감성정보 데이터베이스로부터 추출하여 상기 조명제어신호를 더 조절하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 외부조건정보는 시간과, 기상, 기후 및 상기 해상 구조물의 동작 상태를 포함하는 전역적 외부조건정보와, 상기 해양 구조물의 위치와, 상기 위치에서 채광, 온도, 습도, 진동 및 소음을 포함하는 국부적 외부조건정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 조명제어서버는 상기 해상 구조물내 구역별 거주민의 표정, 몸짓, 동작, 맥박 및 혈압 중 적어도 하나를 포함하는 주관적정보를 더 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 해상 구조물의 선실, 항해실은 상기 주관적정보를 측정하기 위한 센서들이 설치되고,
   상기 조명제어서버는 상기 센서들로부터 수신된 주관적정보를 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 설정정보 데이터베이스는 상기 해상 구조물에 설치된 조명등의 식별정보와, 상기 식별정보에 연관지어 광량 및 색상에 대한 상기 설정정보가 저장되는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 조명제어서버는 상기 외부조건정보를 미리 정의된 감성정보예측함수에 반영하여 상기 감성정보를 추측하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
10. 청구항 4에 있어서,
    상기 조명제어서버는 상기 외부조건정보에 대응하는 감성정보예측함수의 가중치를 산출하고, 산출된 가중치를 역전파 알고리즘을 통해 나온 결과값을 근거로 하여 상기 산출된 가중치를 갱신하여 다시 감성정보를 추측하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
11. 청구항 4에 있어서,
    상기 감성 데이터베이스에는 작업별 또는 외부조건별로 기 정의되어 있는 요구되는 감성정보별 감성컬러 및 조명정보가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 조명제어서버는
    거주민이 위치하는 구역이 작업장인 경우 상기 추측된 감성정보보다 상기 작업장에 위치하는 조명등의 용도에 맞춰 조명 제어되도록 상기 요구되는 감성정보별 조명컬러 및 조명정보에 따라 상기 조명제어신호를 생성하고, 위험상황정보가 수신되면 상기 감성정보 데이터베이스로부터 해당 감성컬러를 추출하여 추출된 감성컬러로 조명제어되도록 상기 조명제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 해상 구조물의 특정 구역에서는 상기 조명제어서버와 독립적으로 상기 특정 구역에 설치된 적어도 하나의 조명등을 제어하는 조명제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 조명제어장치는
    상기 특정구역에 설치되어 해당 구역의 외부조건정보를 측정하기 위한 센서들;
    상기 센서들로부터 수신된 외부조건정보에 근거하여 해당 구역에 설치된 조명등의 용도에 맞게 조명제어를 수행하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 조명등의 색상, 밝기, 또는 색상 및 밝기를 조절하는 조명 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 조명제어장치와 상기 조명등을 구동시키는 조명 구동부는 근거리 무선 통신 방식을 통해 통신 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
16. 청구항 14에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 조명제어서버로부터 위험상황정보를 수신하여 그에 따라 상기 조명등의 조명제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
17. 청구항 14에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 특정 구역에 위치하는 거주민의 감성정보를 추측하고, 그 감성정보를 기반으로 상기 특정 구역에 설치된 조명등의 조명제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템.
18. 해상 구조물의 특정구역에 설치되어 해당 구역의 외부조건정보를 측정하기 위한 센서;
    상기 센서들로부터 수신된 외부조건정보에 근거하여 해당 구역에 설치된 조명등의 용도에 맞게 조명제어를 수행하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 조명등의 색상, 밝기, 또는 색상 및 밝기를 조절하는 조명 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명제어장치.
19. 해상 구조물에 설치된 복수의 조명등을 제어하는 조명제어서버를 포함하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명제어 방법으로서,
    상기 조명제어서버가 상기 복수의 조명등으로부터 고유의 식별정보를 수신하는 단계;
    상기 조명제어서버가 상기 수신된 고유의 식별정보에 해당하는 용도별 설정정보를 설정정보데이터베이스로부터 추출하는 단계;
    상기 조명제어서버가 상기 추출된 설정정보에 따라 조명제어신호를 생성하는 단계; 및
    상기 조명제어서버가 상기 생성된 조명제어신호를 해당 조명등에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 수신하는 단계는
    상기 조명제어서버가 상기 해상 구조물에 설치된 센서로부터 외부조건정보를 수신하고,
    상기 생성하는 단계는
    상기 조명제어서버가 상기 설정정보와 상기 수신된 외부조건정보를 이용하여 조명제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 생성하는 단계 이전에,
    상기 조명제어서버가 상기 외부조건정보를 이용하여 감성정보를 추측하는 단계를 더 포함하고,
    상기 생성하는 단계는
    상기 조명제어서버가 상기 감성정보를 더 반영하여 상기 조명제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명 시스템을 이용한 조명 제어 방법.
22. 청구항 20에 있어서,
    상기 수신하는 단계는
    상기 조명제어서버가 거주민을 위치하는 구역에 설치된 센서로부터 주관적 정보를 수신하고,
    상기 생성하는 단계는
    상기 조명제어서버가 상기 주관적정보를 더 반영하여 상기 조명제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 해상 구조물의 조명제어 시스템을 이용한 조명 제어 방법.

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