KR20220048613A - 스마트 도로조명시스템 - Google Patents

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KR20220048613A
KR20220048613A KR1020200131700A KR20200131700A KR20220048613A KR 20220048613 A KR20220048613 A KR 20220048613A KR 1020200131700 A KR1020200131700 A KR 1020200131700A KR 20200131700 A KR20200131700 A KR 20200131700A KR 20220048613 A KR20220048613 A KR 20220048613A
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 스마트 도로조명시스템은 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 조명장치와, 상기 조명장치에 구비되어 상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하는 환경정보수집센서와, 상기 환경정보수집센서와 연계하여 상기 환경정보수집센서를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하는 통합관제센터를 구비할 수 있다.

Description

스마트 도로조명시스템{Smart road lighting system}
본 발명은 스마트 도로조명시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로교통 안전사고를 저감할 수 있는 스마트 도로조명시스템에 관한 것이다.
2015년 교통사고로 인한 사망자는 4,621명, 부상자는 350,400명으로 사회적 손실 비용은 연간 약 28 조원(GDP 1.8%) 규모에 달하는 상황이다.
사망사고 유형 분석결과 차량 간 사고가 전체 사고의 41%, 차대사람 사고가 38.7%를 차지하고 있다.
특히 터널, 교량, 횡단보도 교차로 등에서의 치사율이 높아 교통사고 통계분석, 인지 등을 통해 사고다발지역에서 보행자(교통약자 포함) 및 운전자의 생명을 보호할 수 있는 해결방법이 필요하다.
그리고 사고, 정체, 도로결빙, 교통량, 보행자 경로, 차량 이동방향 및 속도, 가감속도, 낙하물, 포트홀 등 도로·교통 환경정보 수집장치와 돌발상황(사고, 역주행, 낙하물, 무단횡단) 검지용 정보생성 기술, 환경 대응 및 시인성 향상을 위한 조명 기술 또한 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-0605350호(2006.07.20)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도로교통 안전사고를 저감할 수 있는 스마트 도로조명시스템을 제공하는 것이다.
그리고 교통사고 통계분석, 인지 등을 통해 사고다발지역에서 보행자 및 운전자의 생명을 보호할 수 있는 스마트 도로조명시스템을 제공하는 것이다.
또한, 환경 대응 및 시인성을 향상시킬 수 있는 스마트 도로조명시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템은 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 조명장치와, 상기 조명장치에 구비되어 상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하는 환경정보수집센서와, 상기 환경정보수집센서와 연계하여 상기 환경정보수집센서를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하는 통합관제센터를 구비할 수 있다.
상기 환경정보수집센서는 상기 조명장치의 시정거리를 산출하는 안개센서와, 주변 기상 환경 정보를 계측하는 기상환경센서를 구비할 수 있다.
상기 안개센서는 적외선 신호를 송신하는 송신모듈부와, 상기 송신모듈부를 통해 송신된 적외선 신호를 측정하여 시정거리를 산출하는 수신모듈부와, 상기 통합관제센터 및 상기 기상환경센서와 유무선으로 통신하는 통신부와, 상기 송신모듈부, 상기 수신모듈부 및 상기 통신부를 제어하는 제어부와, 상기 송신모듈부, 상기 수신모듈부, 상기 통신부 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부를 구비할 수 있다.
상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 온습도를 측정하여 상기 통신부와 유무선으로 통신하는 온습도센서를 더 구비할 수 있다.
상기 기상환경센서는 상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도의 노면 온도, 풍향, 풍속, 소리, 기압, 미세먼지, 강수량, 눈비 유무 및 일사량을 감지할 수 있다.
상기 안개센서는 초기지연단계와, 햇빛 데이터 측정단계와, 0.5밀리초 간격으로 ON/OFF 하여 3회에 걸쳐 적외선 신호를 송신하는 단계와, 적외선 신호를 수신하는 단계와, 10밀리초 지연단계와, 1kHz 영역을 통과시키는 단계와, 노이즈 성분을 제거하는 단계와, 데이터를 누적하는 단계와, 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계와, 안개로 인해 반사 및 산란 된 신호의 누적 평균을 구하는 단계를 구비하는 제1단계를 구비할 수 있다.
상기 안개센서는 상기 햇빛 데이터 측정단계 이후에 저주파 영역을 통과시키는 단계와, 상기 데이터를 누적하는 단계와, 상기 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계와, 햇빛 데이터의 대한 누적 평균을 구하는 단계를 구비하는 제2단계를 구비할 수 있다.
상기 안개센서는 상기 제1단계와 상기 제2단계를 통해 시정거리를 산출할 수 있다.
본 발명의 따른 스마트 도로조명시스템에 의하면, 도로교통 안전사고를 저감할 수 있다.
그리고 교통사고 통계분석, 인지 등을 통해 사고다발지역에서 보행자 및 운전자의 생명을 보호할 수 있다.
또한, 환경 대응 및 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 도로조명시스템을 나타낸 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 스마트 도로조명시스템의 안개센서를 통해 시정거리를 산출하는 원리를 나타낸 도면.
도 4는 도 2에 도시된 스마트 도로조명시스템의 안개센서를 통해 시정거리를 산출하는 알고리즘을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템(10)은 조명장치(100), 환경정보수집센서(200) 및 통합관제센터(300)를 구비할 수 있다.
조명장치(100)는 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 역할을 하며, 가로등과 같은 형태로 구비될 수 있다.
환경정보수집센서(200)는 조명장치(100)에 구비되며, 조명장치(100)가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하여 환경정보에 따라 조명장치(100)에서 도로 또는 횡단보도에 조사되는 빛의 밝기나 색 온도 등을 제어하여 최적의 시인성을 제공하도록 할 수 있다.
통합관제센터(300)는 환경정보수집센서(200)와 연계하여 환경정보수집센서(200)를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하여 도로 또는 횡단보도 상황을 공유 및 파악하고 저장할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 환경정보수집센서(200)에 대해 자세히 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 도로조명시스템을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스마트 도로조명시스템의 안개센서를 통해 시정거리를 산출하는 원리를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템(10)은 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 조명장치(100)와, 조명장치(100)에 구비되어 조명장치(100)가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하는 환경정보수집센서(200)와, 환경정보수집센서(200)와 연계하여 환경정보수집센서(200)를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하는 통합관제센터(300)를 구비할 수 있다.
그리고 환경정보수집센서(200)는 안개센서(210)와 기상환경센서(220)를 구비할 수 있다.
안개센서(210)는 조명장치(100)의 시정거리를 산출하는 역할을 하며, 송신모듈부(211), 수신모듈부(212), 통신부(213), 제어부(214) 및 전원부(215)를 구비할 수 있다.
송신모듈부(211)에서는 적외선 신호를 송신하고, 수신모듈부(212)에서는 송신모듈부(211)를 통해 송신되어 대기 중 안개의 산란입자로 인해 반사 및 산란 된 후의 적외선 신호를 수신 및 측정하여 시정거리를 산출하는 역할을 할 수 있다.
송신모듈부(211)와 수신모듈부(212)를 통해 산출된 시정거리에 따라 제어부(214)에서 조명장치(100)를 통해 조사되는 빛의 밝기나 색 온도 등을 제어하여 최적의 시인성을 제공하도록 할 수 있다.
통신부(213)는 통합관제센터(300) 및 기상환경센서(220)와 유무선으로 통신하는 역할을 하고, 제어부(214)는 송신모듈부(211)와 수신모듈부(212)를 비롯하여 통신부(213)를 제어하는 역할을 하며, 전원부(215)는 송신모듈부(211), 수신모듈부(212), 통신부(213) 및 제어부(214)에 전력을 공급하는 역할을 할 수 있다.
한편, 기상환경센서(220)는 조명장치(100)가 설치된 도로 도는 횡단보도의 주변 기상 환경 정보를 계측하며, 노면 온도, 풍향, 풍속, 소리, 기압, 미세먼지, 강수량, 눈비 유무 및 일사량 등을 감지할 수 있다.
기상환경센서(220)를 통해 감지된 노면 온도, 풍향, 풍속, 소리, 기압, 미세먼지, 강수량, 눈비 유무 및 일사량 등의 정보는 안개센서(210)의 통신부(213)와 유무선으로 통신하여 안개센서(210)에 전달되고, 안개센서(210)의 제어부(214)에서는 송신모듈부(211)와 수신모듈부(212)를 통해 산출된 시정거리와 기상환경센서(220)로부터 전달받은 주변 기상 환경 정보를 바탕으로 하여 조명장치(100)를 통해 조사되는 빛의 밝기나 색 온도 등을 제어하여 최적의 시인성을 제공하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템(10)은 조명장치(100)가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 온습도를 측정하여 통신부(213)와 유무선으로 통신하는 온습도센서(400)를 더 구비할 수 있다.
이에 따라, 안개센서(210)의 제어부(214)에서는 송신모듈부(211)와 수신모듈부(212)를 통해 산출된 시정거리, 기상환경센서(220)로부터 전달받은 주변 기상 환경 정보 및 온습도센서(400)로부터 전달받은 조명장치(100)가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 기상정보를 바탕으로 하여 조명장치(100)를 통해 조사되는 빛의 밝기나 색 온도 등을 제어하여 최적의 시인성을 제공하도록 할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템(10)의 안개센서(210)를 통해 시정거리를 산출하는 알고리즘에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 도 2에 도시된 스마트 도로조명시스템의 안개센서를 통해 시정거리를 산출하는 알고리즘을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 조명장치(100)와, 조명장치(100)에 구비되어 조명장치(100)가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하는 환경정보수집센서(200)와, 환경정보수집센서(200)와 연계하여 환경정보수집센서(200)를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하는 통합관제센터(300)를 구비할 수 있다.
그리고 환경정보수집센서(200)는 조명장치(100)의 시정거리를 산출하는 안개센서(210)와 주변 기상 환경 정보를 계측하는 기상환경센서(220)를 구비하고, 안개센서(210)는 적외선 신호를 송신하는 송신모듈부(211)와, 송신모듈부(211)를 통해 송신된 적외선 신호를 측정하여 시정거리를 산출하는 수신모듈부(212)와, 통합관제센터(300) 및 기상환경센서(220)와 유무선으로 통신하는 통신부(213)와, 송신모듈부(211), 수신모듈부(212) 및 통신부(213)를 제어하는 제어부(214)와, 송신모듈부(211), 수신모듈부(212), 통신부(213) 및 제어부(214)에 전력을 공급하는 전원부(215)를 구비할 수 있다.
안개센서(210)를 통해 시정거리를 산출하는 알고리즘은 초기지연단계(S101)와, 송신모듈부(211)에서 적외선 신호를 송신하기 전에 수신모듈부(212)에서 햇빛 데이터를 측정하는 햇빛 데이터 측정단계(S102)와, 0.5밀리초 간격으로 ON/OFF 하여 3회에 걸쳐 적외선 신호를 송신하는 단계(S103)와, 적외선 신호를 수신하는 단계(S104)와, 10밀리초 지연단계(S105)와, 1kHz 영역을 통과시키는 단계(S106)와, 노이즈 성분을 제거하는 단계(S107)와, 데이터를 누적하는 단계(S108)와, 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계(S109)와, 안개로 인해 반사 및 산란 된 신호의 누적 평균을 구하는 단계(S110)를 구비하는 제1단계(S100)를 구비할 수 있다.
0.5밀리초 간격으로 ON/OFF 하여 3회에 걸쳐 적외선 신호를 송신하는 단계(S103)는 1kHz의 적외선 신호를 송신하게 되고, 1kHz 영역을 통과시키는 단계(S106)에서는 1kHz의 신호만 통과시키기 위해 BPF(Band Pass Filter)를 사용하여 1kHz 영역을 통과시킬 수 있다.
그리고 노이즈 성분을 제거하는 단계(S107)는 노이즈 성분이 합성되어 들어오는 경우를 대비하여 주파수 성분 분석(FFT: Fast Fourier Transform)을 함으로써 1kHz 성분만 가져오도록 할 수 있으며, 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계(S109)는 1초마다 256개 누적 데이터의 평균을 구할 수 있다.
한편, 안개센서(210)를 통해 시정거리를 산출하는 알고리즘은 햇빛 데이터 측정단계 이후에 저주파 영역을 통과시키는 단계(S201)와, 데이터를 누적하는 단계(S108)와, 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계(S109)와, 햇빛 데이터의 대한 누적 평균을 구하는 단계(S202)를 구비하는 제2단계(S200)를 구비할 수 있다.
저주파 영역을 통과시키는 단계(S201)는 최대한의 DC 성분을 얻기 위해 LPF(Low Pass Filter)를 사용하여 통과시킬 수 있다.
안개센서(210)는 상기에서 언급한 제1단계(S100)와 제2단계(S200)를 통해 시정거리를 산출하여 제어부(214)에서 조명장치(100)를 통해 조사되는 빛의 밝기나 색 온도 등을 제어하여 최적의 시인성을 제공하도록 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 도로조명시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 스마트 도로조명시스템
100: 조명장치 200: 환경정보수집센서
210: 안개센서 211: 송신모듈부
212: 수신모듈부 213: 통신부
214: 제어부 215: 전원부
220: 기상환경센서 300: 통합관제센터
400: 온습도센서

Claims (8)

  1. 터널, 교량 또는 횡단보도 교차로에 구비되어 도로 또는 횡단보도에 빛을 조사하는 조명장치와,
    상기 조명장치에 구비되어 상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 수집하는 환경정보수집센서와,
    상기 환경정보수집센서와 연계하여 상기 환경정보수집센서를 통해 수집된 도로 또는 횡단보도 주변의 환경정보를 송수신하는 통합관제센터를 포함하는 스마트 도로조명시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 환경정보수집센서는 상기 조명장치의 시정거리를 산출하는 안개센서와,
    주변 기상 환경 정보를 계측하는 기상환경센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 안개센서는 적외선 신호를 송신하는 송신모듈부와,
    상기 송신모듈부를 통해 송신된 적외선 신호를 측정하여 시정거리를 산출하는 수신모듈부와,
    상기 통합관제센터 및 상기 기상환경센서와 유무선으로 통신하는 통신부와,
    상기 송신모듈부, 상기 수신모듈부 및 상기 통신부를 제어하는 제어부와,
    상기 송신모듈부, 상기 수신모듈부, 상기 통신부 및 상기 제어부에 전력을 공급하는 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도 주변의 온습도를 측정하여 상기 통신부와 유무선으로 통신하는 온습도센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기상환경센서는 상기 조명장치가 설치된 도로 또는 횡단보도의 노면 온도, 풍향, 풍속, 소리, 기압, 미세먼지, 강수량, 눈비 유무 및 일사량을 감지하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 안개센서는 초기지연단계와,
    햇빛 데이터 측정단계와,
    0.5밀리초 간격으로 ON/OFF 하여 3회에 걸쳐 적외선 신호를 송신하는 단계와,
    적외선 신호를 수신하는 단계와,
    10밀리초 지연단계와,
    1kHz 영역을 통과시키는 단계와,
    노이즈 성분을 제거하는 단계와,
    데이터를 누적하는 단계와,
    누적된 데이터의 평균을 구하는 단계와,
    안개로 인해 반사 및 산란 된 신호의 누적 평균을 구하는 단계를 구비하는 제1단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 안개센서는 상기 햇빛 데이터 측정단계 이후에 저주파 영역을 통과시키는 단계와,
    상기 데이터를 누적하는 단계와,
    상기 누적된 데이터의 평균을 구하는 단계와,
    햇빛 데이터의 대한 누적 평균을 구하는 단계를 구비하는 제2단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 안개센서는 상기 제1단계와 상기 제2단계를 통해 시정거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 도로조명시스템.
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