WO2013032058A1 - 지능형 주차장 조명 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가우스 패턴의 조명 분포를 구현하는 지능형 주차장 조명 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 기존 광원 대체용으로 각광받는 LED조명의 디지털제어를 활용하여 인체감지와, 저비트율의 IR통신을 구성하여 별도의 포설이 필요 없이 개별적 설치만으로 자동절전을 구현하는 조명장치를 개발하는 것이며, 사용자의 명암순응을 고려하여 가우스 패턴에 의한 밝기 조절, 그리고 공간에 대한 밝기 조절 역시 가우스 패턴을 적용한 조도 구현이 가능토록 하는 스마트형 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

지능형 주차장 조명 시스템 및 그 제어 방법

본 발명은 가우스 패턴의 조명 분포를 구현하는 지능형 주차장 조명 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 기존 광원 대체용으로 각광받는 LED조명의 디지털제어를 활용하여 인체감지와, 저비트율의 IR통신을 구성하여 별도의 포설이 필요 없이 개별적 설치만으로 자동절전을 구현하는 조명장치를 개발하는 것이며, 사용자의 명암순응을 고려하여 가우스 패턴에 의한 밝기 조절, 그리고 공간에 대한 밝기 조절 역시 가우스 패턴을 적용한 조도 구현이 가능토록 하는 스마트형 조명 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

PSALI(Permanent Supplementary Artificial Lighting In Interiors)는 자연채광만으로는 충분한 조도를 얻을 수 없거나 만족스러운 분위기를 만들 수 없는 경우 건축물내의 자연조명을 보조하는 인공조명을 의미하는 단어로서, 지하주차장 및 복도, 화장실의 경우 PSALI를 고려하여 조명을 구성해야 한다. 이처럼 PSALI를 고려한 조명의 경우 사용자가 가끔씩 화장실 및 지하주차장을 사용하는 경우에도 안전을 위하여 지속적으로 불을 밝혀야 하는 상태로서 대표적인 에너지 낭비 조명에 해당한다.

사용대비 에너지 낭비가 높은 조명을 해결하기 위하여 인체감지를 통한 자동절전형 조명을 설치하지만, 늦은 반응속도로 인한 명암순응 적응 시간 미고려, 별도의 절전 시스템 구성, 지하주차장과 같은 경우 상호 연동을 위한 유무선 네트워크 통신망을 별도 구성해야 하는 단점이 있다.

특히, 대표적인 인공조명의 사용 장소인 지하주차장의 경우 그 공간의 특징에 따른 이용자의 안전을 위해 운전자의 충분한 시야 확보 및 어두운 조명으로 인한 사건 발생을 사전에 방지할 수 있는 색온도 및 조도 환경이 요구된다.

현재 주차장 조명의 광원들로는 형광램프, 메탈할라이드램프, 고압나트륨램프, 무전극램프 등이 선택되고 있으며, 그중 형광램프가 압도적으로 많이 사용되고 있으나 형광램프는 집광이 곤란하여 여러 개의 램프를 함께 사용해야 하고 사용램프의 전력을 자동적으로 변경할 수 없기 때문에 추가적으로 조명제어 시스템의 병용이 필요하다. 이에 기존의 인공광원의 단점을 극복하여 효율적인 측면은 물론 관리면에서도 사고 도난, 손상을 적극 방지하고 이용자가 안심하고 만족스럽게 이용할 수 있는 조명시스템 및 조명장치 개발이 필요하다.

LED 조명은 기존 형광등보다 전력소비량을 50% 이상 감소시킬 수 있는 반면 수명을 3배 이상 길고 LED 조명은 균일한 조도 분포를 유지할 수 있어 위치에 따라 조도 차이가 심한 기존의 형광등 지하주차장에 비해 쾌적한 환경을 제공하고 IT 첨단제어시스템을 융합하여 다양한 스마트 조명 시스템 개발이 가능한 장점을 가지고 있다.

자동 절전 기술 흐름에 대해 간략히 설명하면, 기존 형광등 및 기타 아날로그 형태의 광원을 자동 절전하기 위한 시스템으로 차량 감지 및 사람의 움직임을 감지하는 별도의 센서부를 설치해야 하며, 감지되었을 때 격등 제어로 인한 자동 절전을 추구하고 있다. 별도의 자동절전 시스템 구축이 필요한 단점이 있으며, 형광등과 같은 조명을 수시로 On/Off 할 경우 오히려 조명의 수명이 감소하는 문제점이 발생한다. 또한 형광등의 경우 주변온도가 저하되어 0에 근접하게 되면 적화현상이 발생되며 광출력과 발광효율은 40%이하로 급격히 감소하고 수명이 단축되는 문제점이 있다.

현재 주차장 조명등으로 주로 사용되고 있는 형광램프의 경우 집광이 어려워 여러개의 램프를 함께 사용해야 하고 램프의 전력을 변경할 수 없기 때문에 전력 소비량 클 뿐 아니라 겨울철 외기의 영향에 램프가 노출되면 광속이 50% 이상 저하되기 때문에 안전과 보안을 위해 새로운 주차장 조명 시스템이 필요하다.

이러한 지하주차장의 에너지 소비를 줄이기 위하여 LED조명 사용 및 센서 기술을 활용한 자동 Dimming 시스템을 구성한 기술 및 제품이 선보이고 있지만, 이러한 시스템 및 제품의 경우 네트워크 구성을 위한 별도의 포설이 필요한 상태로서, 단순 조명 교체를 통한 자동절전기능을 구현하기에는 단가 상승 및 포설공사 등의 문제점을 안고 있다.

이에 지하주차장과 같은 공동시설에서 불필요하게 낭비되는 전기에너지를 줄이고 보다 안전한 지하주차장 환경을 위하여 안전과 보안면, 전력 소비량 면에서 뛰어난 LED 광원을 이용한 주차장 조명용 제품을 독립형태로 구성하여 네트워크 포설 없이 기존형광등기구 교체만으로 자동절전형 지하주차장 조명을 개발이 필요하다.

특히, 사람의 암순응 현상과 퍼킨제 전이를 고려하여 조명에 자연스러운 Dimming을 구현함으로써 운전자가 주차장 환경에서 편안하고 안전한 시야를 확보할 수 있도록 하는 시스템이 필요하다.

본 발명에 따르면 본 기술은 기존 광원 대체용으로 각광받는 LED조명의 디지털제어를 활용하여 인체감지와, 저비트율의 IR통신을 구성하여 별도의 포설이 필요 없이 개별적 설치만으로 자동절전을 구현하는 조명장치를 개발하는 것이며, 사용자의 명암순응을 고려하여 가우스 패턴에 의한 밝기 조절, 그리고 공간에 대한 밝기 조절 역시 가우스 패턴을 적용한 조도 구현이 가능토록 하는 스마트형 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, LED조명에서 사용되는 MCU를 최대한 활용하여, 감지센서부 제어, 통신부 제어, 내장된 알고리즘에 의한 가우스 패턴 Dimming 제어, 주변 LED조명과 3차원 가우스 패턴을 조도를 구현할 수 있도록 일체화된 조명을 구현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

주차장에 격자형으로 배열되는 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 시스템에 있어서,

상기 LED 조명 모듈은, 조도 조절이 가능한 LED 조명부(13)와, 특정 거리 내의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11)와, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)와, 조도 신호에 대응하여 미리 설정된 조도에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 제어부(14)를 포함하고,

상기 제어부(14)는, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 조도 신호를 설정된 최고값으로 하여 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 변화시켜 전송하고, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하지 않는 경우, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호가 없는 경우에는 조도 신호를 설정된 최저값으로 하여 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통신부(12)를 통해 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 조도 신호를 전송받은 경우, 상기 제어부(14)는 이에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 변화시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제어부(14)는, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 조도가 가장 높은 것을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명 시스템은 평상시에는 LED 조명부(13)들의 조도를 설정된 최저값으로 유지하고, 사물의 움직임이 인식된 센서부(11)가 포함된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값이 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 주차장에 격자형으로 배열되고, 각각 특정 거리 내의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11) 및 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)가 내장된 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 제어 방법에 있어서,

사물의 움직임이 인식된 센서부가 내장된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 순차적으로 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값과 조도의 값을 대응되도록 설정하는 단계와, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 조도 신호를 설정된 최고값으로 하여 해당 LED 조명 모듈의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 변화시켜 전송하는 단계와, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하지 않는 경우, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 변화시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 방법은, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 조도가 가장 높은 것을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.

1. 지하주차장과 같은 공동시설에서 불필요하게 낭비되는 전기에너지를 줄이고 보다 안전한 지하주차장 환경을 위하여 안전과 보안면, 전력 소비량 면에서 뛰어난 LED 광원을 이용한 주차장 조명용 제품을 독립형태로 구성하여 네트워크 포설 없이 기존형광등기구 교체만으로 자동절전형 지하주차장 조명을 제공한다.

2. 사람의 암순응 현상과 퍼킨제 전이를 고려하여 조명에 자연스러운 Dimming을 구현함으로써 운전자가 주차장 환경에서 편안하고 안전한 시야를 확보할 수 있도록 하는 시스템을 제공한다.

3. 조명에 시감도 곡선과 유사한 가우스 곡선의 패턴을 적용 자연스러운 Dimming을 구현함으로써 운전자가 주차장 환경에서 편안하고 안전한 시야를 확보할 수 있도록 한다.

4. TV 리모컨에 쓰이는 IR 통신을 이용하므로 별도의 네트워크 포설이 필요 없으며, 정의된 신호값에 의한 정해진 출력값을 조절할 수 있는 가장 기본적인 MCU가 LED조명에는 구성되어 있으므로 이를 활용한 LED스마트 조명을 제공한다.

5. 동작감지 센서를 이용하여 최소조도를 유지하다가 차량이나 사람의 움직임을 실시간으로 감지하여 이동 동선에 따라 조명의 밝기를 자동 조절하며 IR 센서를 이용하여 LED등이 서로가 통신하면서 구역별 밝기를 자동으로 조절함으로써 운전자의 시야를 확보해 주어 편안하고 안전한 조명환경을 구현 할 수 있다.

도 1은 인간의 눈의 시감도 곡선.

도 2는 가우스 곡선 분포.

도 3은 본 발명에 따른 시스템의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 시스템의 조도 분포도.

도 5는 종래 발명에 따른 시스템의 조도 분포도.

도 6은 본 발명에 따른 시스템의 동작원리도.

도 7은 본 발명에 따른 시스템의 동작원리도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명은 주차장에 격자형으로 배열되는 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 시스템에 관한 것이다. 본 명세서에서 "격자형"으로 배열되어 있다함은 주차장의 천정면에 2차원적으로 조명 모듈이 소정의 간격을 가지고 서로 이격되어 배열됨을 의미하는 것이고, 동일한 간격으로 이격되는 것을 포함하여 상이한 간격으로 이격되는 것을 모두 포함한다.

지하주차장의 경우 주행공간의 변화가 크기 때문에 교통상황의 파악이 어려워 도로에서의 운전자보다 불리한 상황이며 주차장 내에서 운전자는 주차 장소를 찾거나 확인하는 상황임으로 확보할 수 있는 시야가 충분하지 않기 때문에 충분한 조도의 균질한 빛, 그리고 높은 연색성, 눈부심 방지가 요구된다. 특히, 지하주차장의 출입구가 밝은 실외와 어두운 실내의 경계가 되므로 되도록 완화조명을 시설하여 밝음이 급속히 변화되지 않도록 주의해야 한다. 지금까지 지하주차장은 평균조도에 부합하기위한 양적인 측면에 치우쳐 설계되었고, 운용 역시 에너지 절약이 강조되어 실시되었음. 평균조도에 준한 운영은 최적의 환경에서 이루어진 성능평가로 일반적인 경우 그대로 적용하기에는 무리가 따를 수 있고 안전상의 문제가 야기될 수 있는 문제가 있다.

본 발명에서 사용하는 주요 특징 중의 하나인 가우스 패턴과 눈의 광학적 특성에 대해 간략하게 설명하기로 한다.

실험에 의하면 야간시력은 일몰전에 비하여 약 50% 저하되는데, 이는 우리 눈의 망막 상에 있는 추상체와 간상체라고 하는 세포의 기능 차이에 의한 것으로 일몰시에는 이 세포가 제기능을 발휘하지 못하기 때문이다.

인간의 눈은 빛의 양에 따라 동공의 크기를 조절하고, 밝은 빛에서는 감도가 감소하며, 어두운 빛에서는 감도를 증가시키는 기능이 있다. 이를테면 깜깜한 영화관에 들어갔을 때 눈이 어둠에 익숙해질 때까지 30분쯤 걸리는데, 밖의 밝기에는 1분쯤이면 익숙해지는데, 전자를 암순응, 후자를 명순응이라고 하는데, 그것을 총합해서 명암순응이라고 한다.

퍼킨제 전이(Purkinje shift)라 함은, 시각기관의 밝기에 대한 감도는 파장에 따라 차이가 있는 것을 의미한다. 암순응시에 발생하는 간상체는 추상체보다 단파장(청색)의 빛에 더 민감하고 추상체는 장파장(적색)의 빛에 더 민감하여 조명 수준이 감소하면 장파장에 대한 시감도가 감소하는 현상을 의미한다.

해질 무렵 주위가 차츰 어두워지고 있을 때 선명하게 보이던 붉은색이 어둡게 가라앉은 색깔로 보이게 되고 반대로 푸른색이 선명하게 보이게 되는 현상으로, 비상문 표시등이 초록색인 것도 이런 이유에서이다. 이러한 빛에너지에 대하여 인간의 눈이 감각하는 밝기의 정도를 나타내는 곡선이 시감도 곡선인데 도 1에 도시된 바와 같이 그 형태가 가우스 분포의 곡선과 유사하다.

가우스 곡선이란, 정규분포라고 불리는 가우스 분포는 우리가 통계를 다룰 때 가장 기본적으로 생각하고 바탕이 되는 확률 분포로 자연현상의 자료를 수집하여 그래프를 그리면 일반적으로 좌우대칭 종모양의 정규분포의 형태를 띠게 된다. 도 2에서 도시된 가우스 분포는 구간 내에서 임의값을 갖는 연속형의 분포로 인간의 삶과 자연의 섭리를 이해하는데 매우 중요한 역할을 하는 핵심 키워드가 된다.

본 발명에서 제공하는 조명 시스템은 평상시에는 LED 조명부(13)들의 조도를 소정의 값 이하로 유지하고, 사물의 움직임이 인식된 센서부(11)가 포함된 LED 조명 모듈을 중심으로 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 가우스 분포를 나타내도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 즉, 평상시에는 최소한의 조명을 유지하다가 사물의 움직임이 인식되는 경우 상기의 영역을 2차원적으로 조명의 밝기를 제어하는 것이다.

본 발명에서 복수 개의 조명 모듈은 이차원적으로 배열되는 것을 특징으로 하고, 특히 격자형으로 배열되는 것을 포함한다.

본 발명에서 제공하는 가우스 패턴을 적용한 자동 절전 조명 제어 시스템은, 기존 주차장 조명 교체를 위해 별도의 포설 없이 손쉽게 절전형 구성이 가능하도록 유선 네트워크 방식이 아닌 저비트율의 무선 네트워크 방식의 통신을 구현할 수 있다. 동작감지 센서를 이용 차량 및 사람 움직임을 감지하여 가우스 패턴 알고리즘을 적용하여 자연스럽고 신속하게 조도의 변화가 일어나도록 하는 장점이 있다.

특히, 각 등기구 유닛에 내장된 MCU에 의한 제어방식으로 별도의 유무선 네트워크의 통합단말제어 장치가 없이도 개별적으로 자신의 조도를 표현하도록 개발되었다.

도 3을 참조하면, IR통신을 위한 수신부 및 발신부 구성과, 움직임을 감지할 수 있는 센서부(11)와 LED 조명부의 디밍(Dimming) 제어를 위한 드라이버(Driver) 하나의 PCB에 설계하여 구성할 수 있는 스마트 회로부가 제공된다. 일체형 조명 기구에 IR 통신부(12), 센서부(11), 제어부(14), LED 조명부(13)를 모두 구성함으로써 별도의 포설 없이 조명 기구 네트워크를 형성한다. 이를 LED 조명 모듈로 통칭하기로 한다.

LED 조명 모듈은, 조도가 조절 가능한 LED 조명부(13)와, 주변의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11)와, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)와, 조도 신호에 따라 미리 설정된 조도에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 제어부(14)를 포함한다.

본 발명에서의 주요 특징은 통신을 구현하기 위해, 기존에 주로 사용되어 온 무선 센서 네트워크 기술인 ZigBee, WiFi 형태가 아닌, TV리모컨에서 쓰이는 IR방식으로 각각의 조명기구는 IR수신부와 IR발신부를 구성하여 통신부를 구성함으로써 기존 무선방식의 스마트 조명 장치에 비해서 저가의 장치를 구현할 수 있도록 한다는 점이다.

또한, 각 등기구에 내장된 CPU에 의한 제어방식으로 별도의 유무선 네트워크의 통합단말제어 장치가 없이도 개별적으로 자신의 조도를 표현하도록 한다. 특히 조도 제어는 조도 신호에 따라 등기구의 조도가 가우스 곡선으로 분포될 수 있도록 미리 설정하는 것을 특징으로 한다.

특히, 등기구의 조도 제어에 가우스 곡선 알고리즘을 적용하여 종래에 주로 사용하는 계단식 Dimming이 아니라 자연스러운 비선형 가우스 곡선 형태의 Dimming 구현으로 운전자가 주차장 환경에서 보다 편안하고 안전한 시야를 확보할 수 있도록 한다는 점이다.

상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 상기 제어부(14)는 조도 신호를 소정의 값으로 설정하여 이에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 증가시켜 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 통신부(12)를 통해 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 조도 신호를 전송받은 경우, 상기 제어부(14)는 이에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 증가시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서 "1단위"라 함은 조명의 밝기 수준을 소정의 간격을 가지도록 복수의 단계별로 미리 설정하고, 각 단계의 차이를 표현하는 것으로 의미된다. 다만, 1단위의 경우 무조건 동일한 간격을 가지도록 설정되어서는 안된다.

예를 들어, 사물의 움직임이 인식된 센서부(11)가 포함된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값이 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 한다. 도 4는 본 발명에서 표현하고자 하는 가우스 조명 패턴을 나타내고 있다. 일반적으로 거리 단위마다 동일한 크기만큼 조도값이 변하는 것과 달리, 본 발명에서는 가우스 곡선 분포를 따라가도록 거리 단위마다 서로 다른 조도값이 변할 수 있도록 조도 신호를 설정한다. 도 4 및 도 5에서 조도값이 변화가 있는 것이 조도 신호가 1단위씩 변화하는 것을 의미한다.

도 4는 본 발명에 따라 가우스 조명 패턴을 따라가도록 이웃하는 LED 조명 모듈의 조도 신호의 변화에 따른 조도값의 변화를 나타낸다. 본 발명에서는 동일한 값으로 변화를 주는 것이 아니라 거리에 따른 가우스 패턴에 따라 조도값의 변화가 일어날 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다. 제1 위치에서 조도 신호가 1단위 증가(설정방식에 따라서 감소도 가능)하는 경우에는 조도값이 제2 위치로 변화되고, 또다시 1단위 증가하는 경우에는 제3 위치의 조도값을 가지게 된다.

이에 비해 도 5의 종래의 시스템은 가우스 조명 패턴과는 무관하게 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치 등에서의 조도값이 단순히 비례적으로 감소하는 것으로 형성되어 있다.

본 명세서에서 "이웃하는 다른 LED 조명 모듈"이라 함은, 특정 LED 조명 모듈로부터 x방향, y 방향 및 대각선 방향으로 이웃하게 배열되는 LED 조명 모듈을 의미한다. 정방형으로 배열되는 경우에는 8개가 될 수 있다.

본 발명에서는 각 LED 조명 모듈의 통신부가 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과만 통신할 수 있도록 제한하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 점진적인 가우스 분포의 조도 분포의 구현이 가능할 수 있다.

도 4 내지 도 7은 가우스 패턴의 조명 분포를 도시하고 있는데, 센서부로 차량 및 사람의 이동이 감지되었을 때 최대 조도를 구현하며, 감지된 조명은 통신부를 통해서 +1(1단위 증가 또는 감소를 모두 의미함)의 데이터를 보내며, 옆에 조명에서 +1의 통신 신호를 받았을 때, 3차원 가우스패턴에서 정의한 값을 구현한다. 예를 들어, 이는 통신부를 통해 +1의 값을 받은 조명기구 역시 초도값(예를 들어, 35lx)에서 가우스 2차원 곡선처럼 원하는 목표값으로 올라감으로서 구현이 가능하다.

본 명세서에서 조도 신호와 조명부의 조도값은 반드시 비례하지 않는다. 예를 들어, 조도 신호가 1단위 증가하는 경우 조명부의 조도는 설정된 1단위 만큼 증가하는(밝아지는) 것도 가능하지만, 거꾸로 설정된 1단위 만큼 감소하는(어두워지는) 것도 가능하도록 설정될 수 있다.

또한, 조도를 조절하는 LED 조명 모듈에서 LED 조명부의 조도 신호에 따른 조도 유지시간을 한정하여 센서부가 움직이는 사물을 인식하지 못하는 상태에서 소정의 시간이 지난 후에는 기존의 조도 신호를 무시하고 새롭게 전송되는 조도 신호에 따라 LED 조명부를 조절하게 된다. 예를 들어, 자동차의 움직임을 감지한 LED 조명모듈은 이에 따라 LED 조명부의 조도를 최고 밝기로 제어하나, 자동차가 그 위치를 이동하여 그 움직임을 센서부가 감지하지 못하는 경우에는 주변에 위치한 LED 조명모듈의 통신부가 발신하는 값에 따라 LED 조명부의 조도를 변화시키게 된다.

따라서 센서부가 인식할 수 있는 사물의 움직임은 소정의 거리 이내로 제한되어야 한다. 그 소정의 거리는 이웃하는 LED 조명 모듈을 연결하는 2차원적 영역을 벗어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 만일 센서부의 감도가 매우 커서 상기 영역을 벗어나는 경우까지 인식하게 되는 경우에는 자동차 등이 존재하지 않는 영역에서도 최고의 조도를 발생시키게 되어 본 발명에서 구현하는 가우스 분포에 따른 조도 분포를 구현하기 어렵게 된다. 다만, 이동하는 사물의 종류에 따라 밝게 유지해야 하는 영역이 넓은 경우에는 상기 영역을 넘어서는 영역에 대해서까지 센서가 인식하게 하는 것도 가능하다. 이 경우에는 여러개의 LED 조명부에서 최대값으로 조도가 유지된다.

신호에 대한 우선순위는 센서부에서 감지가 가장 우선순위이며, 통신부를 통해 받은 값 중 가장 작은 값을 우선으로 실행한다. 즉, 상기 제어부(14)는, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 가장 작은 값을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

앞에서 설명한 것은 본 발명에서 조도 신호를 생성하는 하나의 실시예에 불과하고, 이웃하는 LED 조명 모듈로 1단계씩 감소하는 것도 가능하다. 또는, 조도 신호를 직접 조도 단위의 특정 값으로 설정하는 것도 가능하다.

도 6은 움직임이 감지된 LED 조명 모듈을 중심으로 하여 주변으로 갈수록 조도가 변화되는 예시를 도시하고 있고, 도 7은 사물이 움직임을 통해 이웃하는 LED 조명 모듈로 이동하는 경우 전체적인 조도가 변화되는 예시를 도시하고 있다. 조도의 값은 설명의 예시일 뿐 권리범위를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서는 특정 LED 조명 모듈의 센서부를 통해 사물이 인식되고, 그 사물이 다른 지역으로 이동하여 이웃하는 LED 조명 모듈의 센서부가 그 사물을 재차 인식하는 경우에, 초기에 인식되었던 LED 조명 모듈의 조도는 소정의 시간동안 유지되는 것을 특징으로 한다. 따라서 움직임이 감지되지 않는다고 해서 초기화를 하는 것이 아니라, 소정의 시간동안에는 입력된 조도 신호에 따라 유지되고, 그 이후에는 이웃하는 LED 조명 모듈에서 전송받는 신호 등에 의해 자연스럽게 조도가 작아질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 통해서 급격하게 조도가 변화하는 것이 아니라 자연스럽게 조도가 변화할 수 있도록 하여 지하주차장에서 운전자의 운전 편의를 향상시킬 수 있는 효과의 제공이 가능하다.

LED 조명 구동회로는 LED칩의 광속 특성을 균일하게 유지하기 위해서는 전류값을 고정시키는 정전류 방식의 제어회로가 필요한데, LED 정전류 공급을 위해 SMPS에서 나오는 전압값을 제어회로에서 입력받아 정전류 형태의 PWM 제어가 가능한 형태로 제어하여 광속 특성 및 손실되는 전력값을 보전하기 위해 제어회로가 설계 및 제작되어야 한다.

또한, 본 발명은 주차장에 격자형으로 배열되고, 각각 특정 거리 내의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11) 및 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)가 내장된 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 제어 방법을 제공하고 있다.

이는, 사물의 움직임이 인식된 센서부가 내장된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 순차적으로 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값과 조도의 값을 대응되도록 설정하는 단계와, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 조도 신호를 설정된 최고값으로 하여 해당 LED 조명 모듈의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 변화시켜 전송하는 단계와, 상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하지 않는 경우, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 변화시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 단계를 포함한다.

특히, 상기 제어 방법은, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 조도가 가장 높은 것을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.

Claims (7)

1. 주차장에 이차원적으로 배열되는 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 시스템에 있어서,

   상기 LED 조명 모듈은,

   조도 조절이 가능한 LED 조명부(13)와,

   특정 거리 내의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11)와,

   이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)와,

   조도 신호에 대응하여 미리 설정된 조도에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 제어부(14)를 포함하고,

   상기 제어부(14)는,

   상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 조도 신호를 설정된 최고값으로 하여 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 변화시켜 전송하고,

   상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하지 않는 경우, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호가 없는 경우에는 조도 신호를 설정된 최저값으로 하여 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 시스템.
3. 청구항 2에 있으서,

   상기 통신부(12)를 통해 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 조도 신호를 전송받은 경우, 상기 제어부(14)는 이에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 변화시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제어부(14)는, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고,

   상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 조도가 가장 높은 것을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 조명 시스템은 평상시에는 LED 조명부(13)들의 조도를 설정된 최저값으로 유지하고, 사물의 움직임이 인식된 센서부(11)가 포함된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값이 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 시스템.
6. 주차장에 이차원적으로 배열되고, 각각 특정 거리 내의 움직이는 사물을 인식하는 센서부(11) 및 이웃하는 다른 LED 조명 모듈과 근거리 통신을 수행하는 통신부(12)가 내장된 복수의 LED 조명 모듈을 이용한 지능형 주차장 조명 제어 방법에 있어서,

   사물의 움직임이 인식된 센서부가 내장된 LED 조명 모듈을 최대값으로 하여 주변의 LED 조명 모듈의 조도가 순차적으로 가우스 분포를 나타내도록 조도 신호의 값과 조도의 값을 대응되도록 설정하는 단계와,

   상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하는 경우, 조도 신호를 설정된 최고값으로 하여 해당 LED 조명 모듈의 조도를 제어하고, 상기 통신부(12)를 통하여 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 조도 신호를 1단위 변화시켜 전송하는 단계와,

   상기 센서부(11)가 움직이는 사물을 인식하지 않는 경우, 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로부터 전송받는 조도 신호에 따라 상기 LED 조명부(13)의 조도를 제어하고, 전송받은 조도 신호에 1단위를 변화시켜 이웃하는 다른 LED 조명 모듈로 전송하는 단계를 포함하는,

   지능형 주차장 조명 제어 방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제어 방법은, 상기 센서부(11)의 인식에 따른 조도 신호를 가장 우선적하여 조도를 제어하고,

   상기 통신부(12)를 통해 복수 개의 조도 신호를 전송받는 경우에는 조도 신호의 값 중 조도가 가장 높은 것을 우선으로 하여 조도를 제어하는 것을 특징으로 하는,

   지능형 주차장 조명 제어 방법.

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