KR101886605B1 - 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 자전거 본체에 장착된 전조등 기구가 탑승자의 휴대용 단말기와 무선 통신 방식으로 연결되는 단계, 상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결시 상기 전조등 기구의 전조등들을 미리 설정된 패턴으로 일정 시간 동안 점등시킨 후 작동 대기 상태로 진입하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구의 제어를 위한 설정값을 입력하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구를 작동시키는 단계, 상기 휴대용 단말기가 상기 자전거 본체의 각종 주행 정보를 측정하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하는 단계, 상기 전조등 기구가 상기 휴대용 단말기로부터 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 전달 받아 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통하여 상기 전조등 기구의 작동을 정지시킨 후 상기 전조등 기구를 작동 대기 상태로 복귀시키는 단계, 및 상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결이 두절되면 상기 전조등 기구가 절전을 위한 슬립 상태로 진입하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 휴대폰 단말기를 이용하여 자전거의 주행 상황에 따라 전조등의 작동을 적절하게 조절할 수 있고, 그에 따라 전조등의 성능과 안전성 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거는 사람의 힘으로 바퀴를 회전시켜 움직이는 2륜차를 통칭하는 이동 수단이다. 상기와 같은 자전거의 종류는 용도에 따라서 로드바이크, 산악자전거, 시티바이크(생활자전거), 특수용 자전거 등으로 나눌 수 있다.
최근에는 자전거가 단순히 이동 수단으로만 인식되는 것이 아니라, 생활체육과 운동 및 레저 등과 같이 널리 활용되고 있는 추세이다. 일례로, 자전거를 활용하는 라이더(rider)들은 출퇴근용으로 자전거를 활용하거나, 뿐만 아니라 휴일이나 여가시간을 이용하여 전문적인 레저 활동 또는 운동용으로 활용하고 있다.
특히, 라이더들은 평일의 새벽이나 퇴근 이후의 저녁시간에 자전거를 타는 경우가 늘어나고 있다. 상기와 같이 자전거를 어두운 야간에 타는 경우에는 시야의 확보가 어려워 사고의 위험이 증가될 수 있으므로, 자전거에 전조등을 설치해야만 한다.
그런데, 기존의 전조등은, 소재 측면에서는 개선이 지속적으로 이루어져 왔지만, 자전거의 주행 상황에 따라 조명을 능동적인 제어하는 기술 측면에서는 상대적으로 개선이 느린 편이다.
예를 들어, 전조등의 소재는 할로겐 램프에서 HID(high intensity discharge) 램프, LED 램프로 부품의 발전이 지속적으로 이루어져 왔다. 그에 반하여, 기존의 전조등은 자전거의 전방 일정 영역을 단순하게 비추는 구조로만 제작되고 있으며, 그에 따라서 전조등이 비추는 영역이 매우 제한적이어서 자전거의 야간 주행시 충분한 안전성을 확보하기 어렵다. 이를 해소하기 위하여, 자전거에 여러 개의 전조등을 설치하면, 자전거의 구조가 전체적으로 복잡해지고, 뿐만 아니라 배터리의 소모도 대폭 증가하여 전조등의 관리가 어려운 단점이 있다.
최근에는 자전거의 전조등에 대한 성능 및 활용성을 높이기 위하여 다양한 시도가 진행되고 있다. 예를 들면, 한국등록특허 제10-1534623호(발명의 명칭: 듀얼 모드를 적용한 자전거용 라이트 장치, 등록일: 2015.07.01)에는, 자전거의 주행 중에 LED의 온오프 동작이나 밝기 등을 자유롭게 변경 가능한 기술이 개시되어 있다. 또한, 한국등록특허 제10-1639531호(발명의 명칭: 자전거 조명 장치, 등록일: 2016.07.07)에는, 자전거 주행시 자전거의 주행 상태 및 주행 환경에 맞춰 전방의 시야를 확보하고 후방의 다른 자전거 주행자 또는 차량으로부터 시인성을 높일 수 있는 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 실시예는 탑승자가 휴대하고 있는 휴대용 단말기를 이용하여 자전거의 주행 상황 및 주변 환경을 감지한 후 그 감지값에 따라 전조등의 작동을 최적화시킬 수 있는 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 휴대용 단말기의 각종 모듈을 활용하여 전조등의 작동을 제어함으로써, 전체적인 구조가 단순하여 다양한 자전거에 간단하게 적용 가능하고, 저렴한 비용으로 구현이 가능한 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 자전거의 주행 속도, 주행 방향, 지도 정보, 조도, 급감속 여부 등에 따라 전조등의 조사 패턴을 적절하게 조절하여 전조등의 성능과 안전성 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 휴대용 단말기에 설치된 어플리케이션을 이용하여 전조등의 작동 조건 및 각종 설정값을 간편하게 설정할 수 있는 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 자전거 본체에 장착된 전조등 기구가 탑승자의 휴대용 단말기와 무선 통신 방식으로 연결되는 단계, 상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결시 상기 전조등 기구의 전조등들을 미리 설정된 패턴으로 일정 시간 동안 점등시킨 후 작동 대기 상태로 진입하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구의 제어를 위한 설정값을 입력하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구를 작동시키는 단계, 상기 휴대용 단말기가 상기 자전거 본체의 각종 주행 정보를 측정하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하는 단계, 상기 전조등 기구가 상기 휴대용 단말기로부터 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 전달 받아 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계, 상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통하여 상기 전조등 기구의 작동을 정지시킨 후 상기 전조등 기구를 작동 대기 상태로 복귀시키는 단계, 및 상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결이 두절되면 상기 전조등 기구가 절전을 위한 슬립 상태로 진입하는 단계를 포함하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법을 제공한다.
일측면에 따르면, 상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 설정 속도 범위에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정할 수 있다. 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 GPS 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 속도를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출할 수 있다. 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들 중에서 상기 산출된 조사 패턴에 맞는 전조등을 선택적으로 작동시킬 수 있다.
여기서, 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 GPS 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 주행 속도를 칼만 필터로 보정하여 보정 주행 속도 및 오차공분산을 산출할 수 있고, 상기 보정 주행 속도와 상기 오차공분산을 상기 설정 속도 범위들과 비교하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출할 수 있다.
그리고, 상기 전조등 기구의 조사 패턴은, 상기 자전거 본체의 주행 속도가 빠를수록 좁고 멀리 조사되는 패턴으로 형성될 수 있고, 상기 자전거 본체의 주행 속도가 느릴수록 넓고 짧게 조사되는 패턴으로 형성될 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주행 각속도에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정할 수 있다. 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 자이로 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 각속도를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출할 수 있다. 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들을 상기 산출된 조사 패턴에 따라 선회시킬 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주변 지도 정보에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정할 수 있다. 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 내비게이션 모듈에 의해 제공되는 상기 자전거 본체의 현재 지도 정보를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출할 수 있다. 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들을 상기 산출된 선회 패턴에 따라 선회시킬 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 급감속 여부를 판별하기 위한 주행 감속율 및 상기 자전거 본체의 급감속에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정할 수 있다. 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 가속도 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 속도 변화를 이용하여 상기 자전거 본체의 급감속 여부를 산출할 수 있다. 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 자전거 본체가 급감속 상태인 것으로 판단되면 상기 설정된 조사 패턴으로 상기 전조등 기구의 전조등들을 작동시킬 수 있다.
일측면에 따르면, 상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주변 조도에 따른 상기 전조등 기구의 작동 여부 또는 조사 패턴을 설정할 수 있다. 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 조도 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 조도를 이용하여 상기 전조등 기구의 작동 여부 및 조사 패턴을 산출할 수 있다. 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 자전거 본체의 현재 조도에 따라 상기 전조등 기구를 선택적으로 작동시키고 상기 전조등 기구의 작동시 상기 산출된 조사 패턴으로 상기 전조등 기구의 전조등들을 작동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 탑승자의 휴대용 단말기를 이용하여 전조등 기구의 작동 및 조사패턴을 제어하므로, 자전거 본체의 주행 상황 및 주변 환경에 따라 전조등 기구를 최적의 방식으로 작동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 전조등 기구의 성능과 사용 효과를 더 향상시킬 수 있으며, 그로 인해서 자전거 본체의 주행시 안전성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 휴대용 단말기의 GPS 모듈, 자이로 센서 모듈, 가속도 센서 모듈, 내비게이션 모듈, 조도 센서 모들 등과 같은 각종 모듈을 활용하여 자전거 본체의 주행 상황 및 주변 환경에 대한 정보를 간편하게 확보할 수 있으며, 그 각종 모듈의 감지값을 실시간으로 분석하여 전조등 기구의 작동 상태 및 조광 성능을 최적화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 휴대용 단말기에 설치된 어플리케이션을 이용하여 탑승자가 전조등 기구의 작동 조건 및 조사패턴을 간편하게 설정할 수 있으며, 그에 따라서 탑승자의 취향과 습관 및 체형이나 또는 자전거 본체의 상태와 도로 구조 등에 따라 전조등 기구의 작동 패턴 및 조사 패턴을 적절하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 탑승자의 휴대용 단말기를 활용하여 전조등 기구의 작동을 제어하므로, 전조등 기구의 구조가 단순해질 수 있으며, 다양한 종류의 자전거 본체에 저렴한 비용으로 간단하게 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템의 제어 방법은, 자전거 본체의 주행 속도, 주행 방향, 지도 정보, 주변의 조도, 급감속 여부 등에 따라 전조등 기구의 조사 각도, 조사 거리, 조사 면적, 조사 형태, 조도, 조명 색상 등을 제어하므로, 전조등 기구의 조명 성능을 향상시켜 자전거 본체의 주행 안전성 및 사용 편의성을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템의 제어 구성을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템의 전조등 기구를 나타낸 측면도와 정면도 및 사시도이다.
도 6은 도 3과 도 4 및 도 5에 도시된 전조등 기구의 조사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 전조등 기구의 일부를 절개하여 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전조등 시스템의 제어 방법이 도시된 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 지능형 전조등 시스템의 제어 방법에 이용되는 휴대용 단말기의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템의 제어 구성을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템의 전조등 기구를 나타낸 측면도와 정면도 및 사시도이다.
도 6은 도 3과 도 4 및 도 5에 도시된 전조등 기구의 조사 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 전조등 기구의 일부를 절개하여 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전조등 시스템의 제어 방법이 도시된 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 지능형 전조등 시스템의 제어 방법에 이용되는 휴대용 단말기의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템(100)이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템(100)의 제어 구성을 나타낸 도면이다. 도 3과 도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 지능형 전조등 시스템(100)의 전조등 기구(130)를 나타낸 측면도와 정면도 및 사시도이다. 도 6은 도 3과 도 4 및 도 5에 도시된 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 3에 도시된 전조등 기구(130)의 일부를 절개하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템(100)은 자전거 본체(110), 휴대용 단말기(120), 및 전조등 기구(130)를 포함한다.
자전거 본체(110)는 탑승자에 의해 타고 다니기 위한 다양한 종류의 자전거를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 따른 자전거 본체(110)는 전조등 기구(130)를 설치하여 전방의 조광을 실시하기 위한 모든 자전거를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전조등 시스템(100)은 전동 휠체어 또는 전동 퀵보드 등과 같이 전조등 기구(130)가 필요한 다른 이동 수단에도 적용될 수 있지만, 이하 본 실시예에서는 전조등 기구(130)가 자전거에 설치되는 것으로 한정하여 설명한다.
휴대용 단말기(120)는 휴대 가능한 형상으로 형성된 단말 장치로서, 이동 중에 입력과 조작이 가능할 수 있고, 유선 통신과 무선 통신 등을 통해서 다른 기기 또는 통신 서버에 정보 전달이 가능할 수 있다. 즉, 휴대용 단말기(120)는 최근의 전자 기술의 발달로 인하여 작은 크기로 더 다양한 기능을 가지는 추세이며, 무선 통신 기술의 발달로 인하여 별도의 연결선과 연결 단자가 없더라도 다른 기기들과 무선으로 연결 가능하다. 이하, 본 실시예에서는 자전거 본체(110)의 탑승자가 휴대용 단말기(120)를 휴대하고 있는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 휴대용 단말기(120)가 자전거 본체(110)에 장착된 구조로 배치될 수도 있다.
예를 들면, 휴대용 단말기(120)로는 휴대폰, 스마트폰, PDA, 테블릿 PC, 노트북 등이 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 휴대용 단말기(120)가 스마트폰인 것으로 설명한다. 상기와 같은 스마트폰은 전화 기능에 인터넷 통신과 정보검색 등의 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 단말기로서, 최근에 널리 보급되어 생활 필수품으로 인식되고 있다. 스마트폰은 안드로이드(Android) 또는 iOS 등과 같은 운영체제를 구비하고 있으며, 사용자가 원하는 다양한 종류의 어플리케이션(application)을 설치하여 다양한 응용 프로그램을 활용할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 휴대용 단말기(120)는 조작부(121), 표시부(122), 단말기 제어부(123), 단말기 송수신부(124), GPS 모듈(125), 자이로 센서 모듈(126), 내비게이션 모듈(127), 가속도 센서 모듈(128), 조도 센서 모듈(129)를 구비할 수 있다.
조작부(121)는 휴대용 단말기(120)에 탑승자의 명령을 입력하기 위한 구성으로서, 누름 버튼이나 터치 스크린 등으로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 휴대용 단말기(120)의 조작부(121)가 누름 버튼과 터치 스크린을 모두 포함하는 것으로 설명한다.
표시부(122)는 휴대용 단말기(120)의 작동 상태 및 각종 정보를 탑승자에게 표시하기 위한 구성으로서, 디스플레이 패널이나 LED 램프 등으로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 휴대용 단말기(120)의 표시부(122)가 디스플레이 패널을 포함하고, 그 디스플레이 패널 상에 터치 스크린이 배치되는 것으로 설명한다.
단말기 제어부(123)는 휴대용 단말기(120)의 각종 정보를 분석하거나 휴대용 단말기(120)의 작동을 제어하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 다른 구성들에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 단말기 제어부(123)의 일측에는 휴대용 단말기(120)의 작동 제어에 필요한 각종 정보 및 어플리케이션의 데이터를 저장하기 위한 단말기 저장부(123a)가 구비될 수 있다.
단말기 송수신부(124)는 휴대용 단말기(120)의 각종 정보 및 명령을 전조등 기구(130)로 전송하기 위한 구성으로서, 유선 통신 방식 또는 무선 통신 방식 중에서 적어도 어느 하나의 방법으로 전조등 기구(130)에 연결될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 단말기 송수신부(124)가 후술하는 전조등 기구(130)의 전조등 송수신부(136)에 무선 통신 방식으로 연결되는 것으로 설명한다. 일례로, 단말기 송수신부(124)와 전조등 송수신부(136)는 블루투스(bluetooth), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(beacon) 등과 같은 근거리 무선 통신 방식으로 연결될 수 있다.
GPS 모듈(125)은 휴대용 단말기(120)의 현재 위치 정보를 감지하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 위치 변화를 통해서 단말기 제어부(123)가 자전거 본체(110)의 현재 주행 속도를 산출할 수 있다. 즉, 자전거 본체(110)에 탑승한 탑승자가 휴대용 단말기(120)를 휴대하고 있으므로, 휴대용 단말기(120)의 위치는 자전거 본체(110)의 위치와 동일하며, 이를 이용하여 휴대용 단말기(120)의 위치 변화로부터 자전거 본체(110)의 주행 속도를 계산할 수 있다.
자이로 센서 모듈(126)은 자전거 본체(110)의 선회시 휴대용 단말기(120)의 각속도 변화를 감지하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 각속도 변화를 통해서 단말기 제어부(123)가 자전거 본체(110)의 현재 주행 각속도를 산출할 수 있다. 즉, 자전거 본체(110)가 특정 방향으로 선회하는 경우, 휴대용 단말기(120)의 각속도는 자전거 본체(110)의 각속도와 동일하며, 이를 이용하여 휴대용 단말기(120)의 각속도 변화로부터 자전거 본체(110)의 주행 각속도를 계산할 수 있다.
내비게이션 모듈(127)은 자전거 본체(110)의 주행시 휴대용 단말기(120) 주변의 지도 정보를 제공하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 주변 지도 정보를 통해서 단말기 제어부(123)가 자전거 본체(110)의 주행 방향을 산출할 수 있다. 즉, 휴대용 단말기(120)에서 제공되는 지도 정보를 분석하여 현재 위치에서 자전거 본체(110)의 주행 방향을 미리 계산할 수 있다. 참고로, 내비게이션 모듈(127)은 현재 위치를 기반으로 길안내를 수행하기 위해서 GPS 모듈(125)과 동일 유사한 구성을 포함할 수 있지만, 본 실시예에서는 GPS 모듈(125)과 내비게이션 모듈(127)이 서로 다른 기능을 수행하기 위해 개별적으로 설치된 것으로 설명한다.
가속도 센서 모듈(128)은 자전거 본체(110)의 감속시 휴대용 단말기(120)의 순간적인 속도 변화를 측정하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 순간적인 속도 변화를 통해서 자전거 본체(110)의 순간적인 속도 변화를 산출할 수 있다. 즉, 자전거 본체(110)가 사고 또는 충돌 위험 등에 의해 급정지하는 경우, 급감속되는 휴대용 단말기(120)의 속도 변화를 분석하여 자전거 본체(110)가 급정지 상태인지를 미연에 파악할 수 있다.
조도 센서 모듈(129)은 자전거 본체(110)의 주행시 휴대용 단말기(120)의 주변 조도를 측정하기 위한 구성으로서, 휴대용 단말기(120)의 주변 조도를 통해서 자전거 본체(110)의 주변 조도를 파악할 수 있다. 즉, 탑승자가 휴대용 단말기(120)를 휴대한 상태로 자전거 본체(110)에 탑승하므로, 휴대용 단말기(120)의 조도 센서 모듈(129)에 측정되는 조도는 자전거 본체(110)의 주변 조도와 동일할 수 있다.
한편, 단말기 제어부(123)는 조작부(121), GPS 모듈(125), 자이로 센서 모듈(126), 내비게이션 모듈(127), 가속도 센서 모듈(128), 및 조도 센서 모듈(129)에 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 조작부(121)의 입력 정보, GPS 모듈(125)의 위치 정보, 자이로 센서 모듈(126)의 주행 각속도 정보, 내비게이션 모듈(127)의 지도 정보, 가속도 센서 모듈(128)의 속도 변화 정보, 및 조도 센서 모듈(129)의 조도 정보가 단말기 제어부(123)에 전달될 수 있고, 그 전달된 정보들을 기반으로 단말기 제어부(123)에 의해서 전조등 기구(130)의 작동 방식 및 조사 패턴이 산출될 수 있다.
즉, 휴대용 단말기(120)는 자전거 본체(110)의 주행 상황 및 주변 환경을 감지한 후 그에 따라 전조등 기구(130)의 작동 방식 및 조사 패턴을 산출할 수 있으며, 이와 같이 산출된 전조등 기구(130)의 작동 방식 및 조사 패턴은 단말기 송수신부(124)를 통해 전조등 송수신부(136)로 전송될 수 있다. 상기와 다르게, 휴대용 단말기(120)는 자전거 본체(110)의 주행 상황 및 주변 환경을 감지한 후 그 감지값만을 전조등 기구(130)에 전송하는 것도 가능하며, 이 경우에는 전조등 기구(130)가 휴대용 단말기(120)의 감지값에 따라 작동 방식 및 조사 패턴을 직접 산출한 후 그에 따라 작동하는 것이 바람직하다. 이하, 본 실시예에서는 휴대용 단말기(120)가 전조등 기구(130)의 작동 방식 및 조사 패턴을 산출하여 전조등 기구(130)에 전송하는 것으로 설명한다.
또한, 본 실시예의 휴대용 단말기(120)에는 전조등 기구(130)의 작동을 조작하기 위한 어플리케이션이 설치될 수 있다. 상기와 같은 어플리케이션은 전조등 기구(130)의 작동을 조절하는데 사용되거나, 전조등 기구(130)를 제어하는데 필요한 설정값을 설정하는데 사용될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통해서 자전거 본체(110)의 주행 속도 범위, 전조등 기구(130)의 조사 각도, 조사 거리, 조사 면적, 조사 형태, 조도, 또는 조명 색상 중 적어도 어느 하나를 설정할 수 있다. 참고로, 도 9에는 본 실시예에 따른 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션에 대한 화면이 도시되어 있으며, 상기의 어플리케이션 및 휴대용 단말기(120)의 조작부(121)를 통해서 전조등 기구(130)의 작동을 제어하기 위한 각종 설정값을 지정할 수 있다.
도 1 내지 도 7를 참조하면, 전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 전방을 조광하기 위한 장치이다. 상기와 같은 전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 전방부에 전방을 향해서 배치될 수 있다. 여기서, 전조등 기구(130)는 휴대용 단말기(120)에서 전송되는 각종 정보를 전송 받을 수 있도록 휴대용 단말기(120)와 무선으로 통신 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 주행 상황 및 주변 환경에 따라 조사 패턴이 변경될 수 있다.
전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 주행 속도에 따라 선택적으로 작동되는 복수개의 전조등(132, 133, 134)을 포함할 수 있다. 상기와 같은 복수개의 전조등(132, 133, 134)은 자전거 본체(110)의 주행 속도 범위에 따라 조사 각도, 조사 거리, 조사 면적, 조사 형태, 조도, 또는 조명 색상 중 적어도 어느 하나가 서로 다르게 설정될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 전조등(132, 133, 134)의 개수가 3개인 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 지능형 전조등 시스템(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 개수로 형성될 수 있다.
예를 들면, 전조등 기구(130)는, 전조등 하우징(131), 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 전조등 하우징(131)은 자전거 본체(110)에 탈부착 가능하도록 고정될 수 있으며, 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)을 내부에 수납하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 전조등 하우징(131)은 하우징 본체(140) 및 하우징 고정부(142)를 구비할 수 있다.
하우징 본체(140)는 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)을 수납하도록 박스 형상으로 형성될 수 있다. 하우징 본체(140)의 상면부에는 전조등 제어 모듈(135)의 교체 및 유지보수를 위한 하우징 커버(140a)가 탈부착 가능하게 배치될 수 있다. 하우징 본체(140)의 전면부에는, 제1 전조등(132)이 배치되기 위한 제1 조광부(132a), 제2 전조등(133)이 배치되기 위한 제2 조광부(133a), 제3 전조등(134)이 배치되기 위한 제3 조광부(134a)가 형성될 수 있다.
상기와 같은 제1 조광부(132a)와 제2 조광부(133a) 및 제3 조광부(134a)는 전조등 하우징(131)의 전면부에 일렬로 수직하게 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 조광부(132a)와 제2 조광부(133a) 및 제3 조광부(134a)가 전조등 하우징(131)의 전면부에 일렬로 수평하게 배치되거나, 또는 일렬이 아닌 지그재그 형상, 다각형 형상, 원 형상 등으로 배치될 수도 있다.
여기서, 제1 조광부(132a)는 하우징 본체(140)의 전면부의 상부에 배치될 수 있으며, 제1 전조등(132)의 조명을 전방으로 수평하게 안내하도록 전조등 하우징(131)의 전방을 향해서 수평하게 홀 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 조광부(133a)는 하우징 본체(140)의 전면부의 중간부에 배치될 수 있으며, 제2 전조등(133)의 조명을 제1 전조등(132)보다 하측으로 경사지게 안내하도록 전조등 하우징(131)의 전방 하측을 향해서 경사지게 홀 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제3 조광부(134a)는 하우징 본체(140)의 전면부의 하부에 배치될 수 있으며, 제3 전조등(134)의 조명을 제2 전조등(133)보다 하측으로 경사지게 안내하도록 전조등 하우징(131)의 전방 하측을 향해서 경사지게 홀 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 전조등 하우징(131)에는 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)을 공냉시키기 위한 방열홀부(131a)가 형성될 수 있다. 상기 방열홀부(131a)는 하우징 본체(140)의 전면부로 공기를 유입한 후 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)을 거쳐서 외부로 배출하도록 형성될 수 있다. 즉, 방열홀부(131a)의 입구부는 제1 조광부(132a), 제2 조광부(133a), 제3 조광부(134a)의 주변을 둘러싸는 형상으로 형성될 수 있으며, 방열홀부(131a)의 출구부는 전조등 제어 모듈(135)의 후방에 배치될 수 있다. 그리고, 방열홀부(131a)는 입구부로 유입된 외부 공기를 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 제어 모듈(135)의 외부를 따라 유동시킨 후 출구부로 안내하도록 형성될 수 있다.
하우징 고정부(142)는 자전거 본체(110)의 프레임에 장착 고정될 수 있다. 즉, 하우징 고정부(142)는 상황에 따라 자전거 본체(110)의 프레임에 간편하게 장착하거나 탈거시키기 위한 결속 구조로 형성될 수 있다. 하우징 고정부(142)는 자전거 본체(110)의 프레임에 결속되는 클립 구조, 클램핑 구조, 또는 체결 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 하우징 고정부(142)의 상부와 하우징 본체(140)의 하부에는 하우징 본체(140)를 하우징 고정부(142)에 결합시키기 위한 하우징 결합부(144)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 하우징 결합부(144)는, 하우징 고정부(142)의 상부에 형성된 결합홈부(144a), 및 결합홈부(144a)에 슬라이딩 결합 구조로 연결되도록 하우징 본체(140)의 하부에 형성된 결합돌기부(144b)를 구비할 수 있다. 즉, 하우징 고정부(142)는 자전거 본체(110)의 프레임에 항상 고정된 상태로 배치될 수 있으며, 하우징 본체(140)는 자전거 본체(110)의 사용시에만 하우징 고정부(142)에 장착시키는 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 탑승자가 자전거 본체(110)를 타지 않는 경우에는 하우징 본체(140)를 하우징 고정부(142)에서 분리시켜 보관하여 전조등 기구(130)의 분실 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전조등(132)은 전조등 하우징(131)의 제1 조광부(132a)에 배치될 수 있다. 제1 전조등(132)은 휴대용 단말기(120)로부터 산출된 자전거 본체(110)의 주행 속도가 제1 설정 속도 범위에 포함되면 선택적으로 작동될 수 있다.
상기와 같은 제1 전조등(132)은 자전거 본체(110)의 전방 원거리 영역(A1)을 조광하도록 형성될 수 있으며, 전방 원거리 영역(A1)에 길고 좁게 형성된 조사 패턴으로 수평하게 조광될 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 전조등(133)은 전조등 하우징(131)의 제2 조광부(133a)에 배치될 수 있다. 제2 전조등(133)은 휴대용 단말기(120)로부터 산출된 자전거 본체(110)의 주행 속도가 제1 설정 속도 범위보다 낮은 제2 설정 속도 범위에 포함되면 작동될 수 있다.
상기와 같은 제2 전조등(133)은 자전거 본체(110)의 전방 중거리 영역(A2)을 조광하도록 형성될 수 있으며, 전방 중거리 영역(A2)에 전방 원거리 영역(A1)보다 짧고 넓게 형성된 조사 패턴으로 제1 전조등(132)보다 하측을 향해 경사지게 조광될 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 전조등(134)은 전조등 하우징(131)의 제3 조광부(134a)에 배치될 수 있다. 제3 전조등(134)은 휴대용 단말기(120)로부터 산출된 자전거 본체(110)의 주행 속도가 제2 설정 속도 범위보다 낮은 제3 설정 속도 범위에 포함되면 작동될 수 있다.
상기와 같은 제3 전조등(134)은 자전거 본체(110)의 전방 근거리 영역(A3)을 조광하도록 형성될 수 있으며, 전방 근거리 영역(A3)에 전방 중거리 영역(A2)보다 짧고 넓게 형성된 조사 패턴으로 제2 전조등(133)보다 하측을 향해 경사지게 조광될 수 있다.
한편, 제1 전조등(132)과 제2 전조등(133) 및 제3 전조등(134)의 전방에는 조명 필터(132b, 133b, 134b)가 배치될 수 있다. 조명 필터(132b, 133b, 134b)는 제1 전조등(132)과 제2 전조등(133) 및 제3 전조등(134)을 외부 이물질이나 충격으로부터 보호함과 아울러 조명의 색상 또는 형태 등을 만들기 위한 구성이다. 즉, 조명 필터(132b, 133b, 134b)는 조명의 투과가 가능하도록 투명체로 형성될 수 있으며, 외부의 충격에 의해 쉽게 파손되지 않는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 조명 필터(132b, 133b, 134b)는 필요에 따라 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈로 형성되거나, 또는 특정 문양이 표면에 인쇄될 수도 있다.
상기와 같은 조명 필터(132b, 133b, 134b)는 제1 조광부(132a)와 제2 조광부(133a) 및 제3 조광부(134a)에 교체 가능하게 배치되거나, 또는 제1 전조등(132)과 제2 전조등(133) 및 제3 전조등(134)의 전면에 교체 가능하게 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 조명 필터(132b, 133b, 134b)가 제1 전조등(132)과 제2 전조등(133) 및 제3 전조등(134)의 전면에 배치되어 필요에 따라 교체되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 조명 필터(132b, 133b, 134b)의 배치 구조는 다양하게 변형될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전조등 제어 모듈(135)은 자전거 본체(110)의 주행 상황 및 주변 환경에 따라 휴대용 단말기(120)로부터 전송되는 작동 명령 및 조사 패턴에 따라 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134)의 작동을 선택적으로 제어하도록 형성될 수 있다. 전조등 제어 모듈(135)은 전조등 하우징(131)의 하우징 본체(140)의 내부에 배치될 수 있다.
예들 들면, 전조등 제어 모듈(135)은 전조등 송수신부(136), 전원 공급부(137), 및 전조등 제어부(138)를 구비할 수 있다.
전조등 송수신부(136)는 휴대용 단말기(120)의 단말기 송수신부(124)와 무선 통신 방식으로 연결될 수 있다. 전조등 송수신부(136)는 휴대용 단말기(120)의 단말기 송수신부(124)로부터 자전거 본체(110)의 주행 상황과 주변 환경, 작동 명령, 및 조사 패턴 등이 수신될 수 있다. 일례로, 전조등 송수신부(136)는 자전거 본체(110)의 주행 속도, 주행 각속도, 주변 지도 정보, 주행 방향, 주변 조도, 또는 급정지 여부 등에 대한 정보를 수신할 수 있다.
전원 공급부(137)는 전조등 하우징(131)의 하우징 본체(140)의 내부에 배치될 수 있다. 하우징 본체(140)의 하우징 커버(140a)를 분리하면, 전원 공급부(137)의 교체 및 유지 보수가 가능할 수 있다. 상기와 같은 전원 공급부(137)는 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 전조등 송수신부(136), 및 전조등 제어부(138)에 전원을 선택적으로 공급하도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 전원 공급부(137)가 재충전 후 다시 사용 가능한 충전용 배터리인 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
전조등 제어부(138)는 전조등 송수신부(136), 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 후술하는 전조등 선회 모듈(150)에 신호 전달이 가능하게 연결될 수 있다. 전조등 제어부(138)는 휴대용 단말기(120)로부터 수신된 작동 명령 및 조사 패턴에 따라 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134), 및 전조등 선회 모듈(150)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 상기와 같은 전조등 제어부(138)의 일측에는 전조등 기구(130)의 작동 제어에 필요한 각종 정보 및 데이터를 저장하기 위한 전조등 저장부(138a)가 구비될 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전조등 기구(130)는 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134)을 선회시키기 위한 전조등 선회 모듈(150)을 더 포함할 수 있다. 전조등 선회 모듈(150)은 휴대용 단말기(120)에서 산출된 전조등의 선회 방향 및 선회 각도에 따라 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 또는 제3 전조등(134)의 조사 방향을 선회시킬 수 있다. 이때, 전조등 선회 모듈(150)은 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 또는 제3 전조등(134) 중 적어도 하나를 선회시키도록 형성될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 전조등 선회 모듈(150)이 전조등 기구(130)의 하우징 고정부(142)에 구비되어 하우징 본체(140)가 전체적으로 선회되는 구조로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전조등 선회 모듈(150)이 제1 전조등(132)과 제2 전조등(133) 및 제3 전조등(134)에 각각 설치되어 제1 전조등(132), 제2 전조등(133), 제3 전조등(134)의 선회 작동이 개별적으로 실시될 수도 있다.
예를 들면, 전조등 선회 모듈(150)은 선회 지지부(152) 및 선회 구동부(154)를 구비할 수 있다. 선회 지지부(152)는 하우징 본체(140)를 자전거 본체(110)의 선회 방향으로 회전 가능하도록 하우징 고정부(142)에 형성될 수 있다. 선회 구동부(154)는 전조등 하우징의 하우징 본체(140)를 선회 방향과 선회 각도에 따라 선회 지지부(152)를 중심으로 선회시키도록 선회 지지부(152)에 배치될 수 있다.
선회 지지부(152)는 하우징 고정부(142)의 상부와 하부 사이에 형성될 수 있다. 즉, 하우징 고정부(142)의 상부에는 하우징 본체(140)의 결합돌기부(144b)와 결합되기 위한 결합홈부(144a)가 형성될 수 있고, 하우징 고정부(142)의 하부에는 자전거 본체(110)의 프레임에 고정되는 결속 구조가 형성될 수 있다. 상기와 같이 하우징 고정부(142)의 상부와 하부는 서로 분리된 구조로 형성될 수 있으며, 선회 지지부(152)는 하우징 고정부(142)의 상부를 하우징 고정부(142)의 하부에 회전 가능하게 연결시키도록 하우징 고정부(142)의 상부와 하부 사이에 형성될 수 있다.
일례로, 본 실시예에서는 선회 지지부(152)가 하우징 고정부(142)의 하부 상면에 원형 또는 호형으로 형성된 선회홈(156), 및 하우징 고정부(142)의 상부 하면에 선회홈(156)에 슬라이딩 가능하게 삽입된 선회돌기(158)를 포함할 수 있다. 이때, 선회 지지부(152) 또는 하우징 고정부(142) 중 적어도 어느 하나에는 하우징 고정부(142)의 상부와 하부가 임의로 이탈되지 않도록 하우징 고정부(142)의 상부와 하부를 회전 가능하게 연결시키기 위한 연결 구조가 구비될 수 있다. 예를 들면, 선회돌기(158)에는 선회돌기(158)가 선회홈(156)에서 이탈되는 방향과 교차되는 방향으로 돌출된 걸림돌기(158a)가 형성될 수 있고, 선회홈(156)에는 선회돌기(158)의 걸림돌기(158a)가 걸리도록 걸림턱(156a)이 단차지게 형성될 수 있다.
선회 구동부(154)는 선회 지지부(152)에 배치되는 전동 모터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전동 모터는 하우징 고정부(142)의 하부에 설치될 수 있고, 전동 모터의 회전축은 하우징 고정부(142)의 상부의 회전 중심에 연결될 수 있다. 따라서, 선회 구동부(154)가 구동되면, 하우징 고정부(142)의 하부는 고정된 상태이고, 하우징 고정부(142)의 상부는 선회 구동부(154)에 의해 선회될 수 있으며, 하우징 본체(140)도 하우징 고정부(142)의 상부와 함께 선회될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 자전거의 지능형 전조등 시스템(100)의 제어 방법 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전조등 시스템(100)의 제어 방법이 도시된 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 지능형 전조등 시스템(100)의 제어 방법에 이용되는 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션 화면을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전조등 시스템(100)의 제어 방법은, 자전거 본체(110)에 장착된 전조등 기구(130)가 탑승자의 휴대용 단말기(120)와 무선 통신 방식으로 연결되는 단계(S100), 휴대용 단말기(120)와 전조등 기구(130)의 무선 연결시 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 미리 설정된 패턴으로 일정 시간 동안 점등시킨 후 작동 대기 상태로 진입하는 단계(S101, S102), 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 조작하여 전조등 기구(130)의 제어를 위한 설정값을 입력하는 단계(S103), 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 조작하여 전조등 기구(130)를 작동시키는 단계(S104), 휴대용 단말기(120)가 자전거 본체(110)의 각종 주행 정보를 측정하여 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106), 전조등 기구(130)가 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 휴대용 단말기(120)로부터 전달 받아 전조등 기구(130)의 조사 패턴에 따라 조광하는 단계(S107), 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통하여 전조등 기구(130)의 작동을 정지시킨 후 전조등 기구(130)를 작동 대기 상태로 복귀시키는 단계(S108, S109), 및 휴대용 단말기(120)와 전조등 기구(130)의 무선 연결이 두절되면 전조등 기구(130)가 절전을 위한 슬립 상태로 진입하는 단계(S110, S111)를 포함한다.
전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)가 무선 통신 방식으로 연결되는 단계(S100)에서는, 전조등 기구(130)의 전조등 송수신부(136) 및 휴대용 단말기(120)단말기 송수신부(124)가 블루투스와 같은 근거리 무선 통신 방식으로 신호 전달 가능하게 연결된다. 따라서, 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)는 근거리 무선 통신 방식에 의해서 소정 거리로 서로 가까워지면 자동으로 무선 연결된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션은 도 9의 (b)와 같이 비활성화된 상태에서 "ON"을 터치하면, 도 9의 (c)와 같이 활성화되어 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)가 서로 무선 연결된다. 즉, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션이 비활성화된 상태이면, 무선 연결이 불가능할 뿐만 아니라 자전거 본체(110)의 주행 상황이나 주변 환경도 측정하지 않는다. 그에 반하여, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션이 활성화된 상태이면, 무선 연결은 가능하지만, 자전거 본체(110)의 주행 상황이나 주변 환경을 측정하지는 않는다.
전조등(132, 133, 134)들을 미리 설정된 패턴으로 일정 시간 동안 점등시킨 후 작동 대기 상태로 진입하는 단계(S101, S102)에서는, 전조등 송수신부(136)와 단말기 송수신부(124)가 서로 무선으로 연결되면 미리 설정된 패턴으로 점등한 후 작동 대기 상태로 동작한다. 즉, 탑승자가 휴대용 단말기(120)를 휴대한 상태에서 전조등 기구(130)가 장착된 자전거 본체(110)에 접근하면, 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)가 자동적으로 무선 연결되고, 그와 동시에 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)의 연결 상태를 탑승자에게 알려주도록 전조등 기구(130)가 기설정된 패턴으로 점등된다.
상기와 같은 전조등 기구(130)의 기설정 패턴은 도 9의 (a)에 도시된 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통해 설정한다. 본 실시예에서는, 전조등 기구(130)가 휴대용 단말기(120)와 무선 연결됨에 따라 특정 회수 또는 특정 간격으로 일정 시간 동안 점멸되는 것으로 설명한다.
설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통하여 전조등 기구(130)의 작동을 제어하기 위한 설정값을 설정한다. 예들 들면, 도 9의 (a)에 도시된 어플리케이션 화면을 통해서 자전거 본체(110)의 주행 속도 범위를 설정한다. 뿐만 아니라, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션의 설정 메뉴를 이용하여 다양한 설정값을 입력하거나 조정한다.
예를 들면, 상기와 같은 설정값은, 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)의 무선 연결시 전조등 기구(130)의 알림 패턴, 주간과 야간을 구분하기 위한 주변의 조도값, 주행 속도 범위에 따른 전조등의 조사 패턴, 전조등 기구(130)의 조도 및 조명 형태, 무선 연결과 무선 두절을 구분하기 위한 기준치, 주행 속도를 보정하기 위한 보정의 기준치 등을 직접 설정한다.
전조등 기구(130)를 작동시키는 단계(S104)에서는, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통하여 전조등 기구(130)를 작동시킨다. 즉, 도 9의 (c)에 도시된 어플리케이션의 화면에서 "START"를 터치하면, 도 9의 (d)에 도시된 어플리케이션의 화면과 같이 활성화된 상태에서 전조등 기구(130)가 정상적으로 작동된다.
도 9의 (c)와 같은 활성화 상태는 전조등 기구(130)의 작동 대기 상태로서, 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)가 서로 무선 연결되고, 전조등 기구(130)의 작동은 실시되지 않는 대기 상태에 해당된다. 도 9의 (d)와 같은 활성화 상태 및 작동 시작 상태는 전조등 기구(130)의 작동이 정상적으로 실시되는 상태로서, 전조등 기구(130)와 휴대용 단말기(120)가 서로 무선 연결되고, 전조등 기구(130)가 정상적으로 작동되는 상태에 해당된다.
조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)가 자전거 본체(110)의 각종 주행 정보를 측정한 후 그 각종 주행 정보를 분석하야 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출한다. 상기와 같은 각종 주행 정보는 자전거 본체(110)의 주행 상황 및 주변 환경을 측정한 측정값으로서, GPS 모듈(125)에 의해 측정된 주행 속도, 자이로 센서 모듈(126)에 의해 측정된 주행 각속도, 내비게이션 모듈(127)에 의해 측정된 지도 정보, 가속도 센서 모듈(128)에 의해 측정된 주행 속도의 변화, 조도 센서 모듈(129)에 의해 측정된 주변 조도 등이 있다.
전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 전조등 기구(130)가 휴대용 단말기(120)로부터 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 전달 받은 후 그 조사 패턴에 따라 작동한다.
한편, 본 실시예에서, 휴대용 단말기(120)의 측정값 및 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 기준으로 설정값을 입력하는 단계(S103), 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106), 및 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)를 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
일예로, 설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 어플리케이션을 이용하여 자전거 본체(110)의 설정 속도 범위에 따른 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 설정한다. 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)의 GPS 모듈(125)에 의해 측정되는 자전거 본체(110)의 현재 주행 속도를 이용하여 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출한다. 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들 중에서 산출된 조사 패턴에 맞는 전조등(132, 133, 134)을 선택적으로 작동시킨다.
여기서, 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, GPS 모듈(125)에 의해 측정되는 자전거 본체(110)의 주행 속도를 칼만 필터로 보정하여 보정 주행 속도 및 오차공분산을 산출할 수 있고, 상기 보정 주행 속도와 상기 오차공분산을 설정 속도 범위들과 비교하여 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출할 수 있다.
그리고, 전조등 기구(130)의 조사 패턴은, 자전거 본체(110)의 주행 속도가 빠를수록 좁고 멀리 조사되는 패턴으로 형성되고, 자전거 본체(110)의 주행 속도가 느릴수록 넓고 짧게 조사되는 패턴으로 형성된다.
상기와 같이 칼만 필터를 이용하여 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)를 보다 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.
GPS 모듈(125)에 의해서 자전거 본체(110)의 주행 속도를 측정하지만, GPS 모듈(125)에 의해 측정된 주행 속도값은 실제 속도값과 차이를 보이는 경우가 많기 때문에, 이전 시점 k-1에서의 추정값 
에서 수학적으로 산출된 예측값 
과, 현재 시점 k에서 측정된 측정값 
을 모두 활용하여 칼만 이득 
에 따라 보정한 추정값 
를 구하는 칼만 필터를 통해 측정된 주행 속도값을 현재 주행 상황을 좀 더 대표하도록 보정 속도 값을 산출한다.
예측값의 산정기준이 이전 측정시점의 가속도가 유지된다고 가정하고, 자전거의 속도와 가속도간의 관계를 이용해 모델링을 하였을 때,
예측값의 산정기준이 이전 측정시점의 가속도가 유지된다고 가정하고, 자전거 본체의 주행 속도와 주행 가속도 간의 관계를 이용해 모델링을 하였을 때,
상태행렬 
를 활용하여 현재 시점 k에 대해 예측 속도값을 구하는 단계, 
오차공분산 예측값을 계산하는 단계, 
칼만 이득을 계산하는 단계, 
추정값을 계산하는 단계,
오차공분산을 계산하는 단계, 
를 거쳐, 최종적으로는
을 사용하게 된다.
칼만필터의 모델링이 완전한 것을 볼 때, 현 시점 k에서의 상태행렬은 정규분포 
를 따르며, 실제속도는 
를 따른다.
이를 활용해, 현재 어떤 전조등(132, 133, 134)이 점등되어야 하는지를 구한다.
다른 예로, 설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 어플리케이션을 이용하여 자전거 본체(110)의 주행 각속도에 따른 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 설정한다. 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)의 자이로 센서 모듈(126)에 의해 측정되는 자전거 본체(110)의 현재 주행 각속도를 이용하여 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출한다. 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 산출된 조사 패턴에 따라 선회시킨다.
상기와 같은 전조등 기구(130)는 전조등 선회 모듈(150)을 이용하여 자전거 본체(110)의 주행 각속도로부터 산출된 전조등(132, 133, 134)들의 선회 방향과 선회 각도에 따라 전조등(132, 133, 134)들 선회시킬 수 있다.
또 다른 예로, 설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 어플리케이션을 이용하여 자전거 본체(110)의 주변 지도 정보에 따른 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 설정한다. 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)의 내비게이션 모듈(127)에 의해 제공되는 자전거 본체(110)의 현재 지도 정보를 이용하여 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 산출한다. 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 산출된 선회 패턴에 따라 선회시킨다.
상기와 같은 전조등 기구(130)는 전조등 선회 모듈(150)을 이용하여 자전거 본체(110)의 지도 정보로부터 산출된 전조등(132, 133, 134)들의 선회 방향과 선회 각도에 따라 전조등(132, 133, 134)들을 선회시킨다.
또 다른 예로, 설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 어플리케이션을 이용하여 자전거 본체(110)의 급감속 여부를 판별하기 위한 주행 가속도 및 자전거 본체(110)의 급감속에 따른 전조등 기구(130)의 조사 패턴을 설정한다. 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)의 가속도 센서 모듈(128)에 의해 측정되는 자전거 본체(110)의 현재 주행 속도 변화를 이용하여 자전거 본체(110)의 급감속 여부를 산출한다. 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 자전거 본체(110)가 급감속 상태인 것으로 판단되면 설정된 조사 패턴으로 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 작동시킨다.
상기와 같은 전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 급감속시 주변에 경고하도록 전조등(132, 133, 134)들을 기설정된 경고용 색상으로 빠르게 점멸시킬 수 있다. 여기서, 기설정된 경고용 색상으로는 붉은색이 가장 적당하며, 이를 위하여 전조등 기구(130)에 경고용 전조등을 별도로 설치하는 것도 가능하다. 따라서, 본 실시예에서는 자전거 본체(110)의 급정지시 발생될 사고의 위험을 미연에 방지할 수 있다.
또 다른 예로, 설정값을 입력하는 단계(S103)에서는, 어플리케이션을 이용하여 자전거 본체(110)의 주변 조도에 따른 전조등 기구(130)의 작동 여부 또는 조사 패턴을 설정한다. 조사 패턴을 산출하는 단계(S105, S106)에서는, 휴대용 단말기(120)의 조도 센서 모듈(129)에 의해 측정되는 자전거 본체(110)의 현재 조도를 이용하여 전조등 기구(130)의 작동 여부 및 조사 패턴을 산출한다. 전조등 기구(130)의 조광하는 단계(S107)에서는, 자전거 본체(110)의 현재 조도에 따라 전조등 기구(130)를 선택적으로 작동시키고 전조등 기구(130)의 작동시 산출된 조사 패턴으로 전조등 기구(130)의 전조등들을 작동시킨다.
상기와 같은 전조등 기구(130)는 자전거 본체(110)의 주변 조도에 따라 전조등(132, 133, 134)들을 자동적으로 점등 또는 소등시킬 수 있다. 즉, 전조등 기구(130)는 야간에 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 자동으로 작동시키고, 주간에는 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들의 작동을 자동으로 정지시킬 수 있다. 상기와 다르게, 전조등 기구(130)가 주간에도 작동될 수 있으며, 이경우에는 전조등 기구(130)의 전조등(132, 133, 134)들을 점멸시켜 전조등(132, 133, 134)들의 시인성을 높이는 것이 바람직하다.
전조등 기구(130)를 작동 대기 상태로 복귀시키는 단계(S108, S109)에서는, 휴대용 단말기(120)의 어플리케이션을 통하여 전조등 기구(130)의 작동을 정지시키고, 그에 따라 전조등 기구(130)이 작동 대기 상태로 다시 복귀한다. 즉, 도 9의 (d)에 도시된 어플리케이션의 화면에서 "STOP"를 터치하면, 도 9의 (c)에 도시된 어플리케이션의 화면과 같이 활성화된 상태에서 전조등 기구(130)의 작동은 실시되지 않는 작동 대기 상태로 복귀된다.
슬립 상태로 진입하는 단계(S110, S111)에서는 휴대용 단말기(120)와 전조등 기구(130)의 무선 연결이 두절되면 전조등 기구(130)의 사용이 이루어지지 않는 것으로 판단하여 절전을 위한 슬립 상태로 전환된다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 자전거의 지능형 전조등 시스템
110: 자전거 본체
120: 휴대용 단말기
130: 전조등 기구
131: 전조등 하우징
132: 제1 전조등
133: 제2 전조등
134: 제3 전조등
135: 전조등 제어 모듈
110: 자전거 본체
120: 휴대용 단말기
130: 전조등 기구
131: 전조등 하우징
132: 제1 전조등
133: 제2 전조등
134: 제3 전조등
135: 전조등 제어 모듈
Claims (8)
- 자전거 본체에 장착된 전조등 기구가 탑승자의 휴대용 단말기와 무선 통신 방식으로 연결되는 단계;
상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결시 상기 전조등 기구의 전조등들을 미리 설정된 패턴으로 일정 시간 동안 점등시킨 후 작동 대기 상태로 진입하는 단계;
상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구의 제어를 위한 설정값을 입력하는 단계;
상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 조작하여 상기 전조등 기구를 작동시키는 단계;
상기 휴대용 단말기가 상기 자전거 본체의 각종 주행 정보를 측정하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하는 단계;
상기 전조등 기구가 상기 휴대용 단말기로부터 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 전달 받아 상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계;
상기 휴대용 단말기의 어플리케이션을 통하여 상기 전조등 기구의 작동을 정지시킨 후 상기 전조등 기구를 작동 대기 상태로 복귀시키는 단계; 및
상기 휴대용 단말기와 상기 전조등 기구의 무선 연결이 두절되면 상기 전조등 기구가 절전을 위한 슬립 상태로 진입하는 단계;
를 포함하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 설정 속도 범위에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정하고,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 GPS 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 속도를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하며,
상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들 중에서 상기 산출된 조사 패턴에 맞는 전조등을 선택적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 GPS 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 주행 속도를 칼만 필터로 보정하여 보정 주행 속도 및 오차공분산을 산출하고, 상기 보정 주행 속도와 상기 오차공분산을 상기 설정 속도 범위들과 비교하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 전조등 기구의 조사 패턴은, 상기 자전거 본체의 주행 속도가 빠를수록 좁고 멀리 조사되는 패턴으로 형성되고, 상기 자전거 본체의 주행 속도가 느릴수록 넓고 짧게 조사되는 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주행 각속도에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정하고,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 자이로 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 각속도를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하며,
상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들을 상기 산출된 조사 패턴에 따라 선회시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주변 지도 정보에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정하고,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 내비게이션 모듈에 의해 제공되는 상기 자전거 본체의 현재 지도 정보를 이용하여 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 산출하며,
상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 전조등 기구의 전조등들을 상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서 산출된 상기 전조등 기구의 조사 패턴에 따라 선회시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 급감속 여부를 판별하기 위한 주행 감속율 및 상기 자전거 본체의 급감속에 따른 상기 전조등 기구의 조사 패턴을 설정하고,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 가속도 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 주행 속도 변화를 이용하여 상기 자전거 본체의 급감속 여부를 산출하며,
상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 자전거 본체가 급감속 상태인 것으로 판단되면 상기 설정된 조사 패턴으로 상기 전조등 기구의 전조등들을 작동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 설정값을 입력하는 단계에서는, 상기 어플리케이션을 이용하여 상기 자전거 본체의 주변 조도에 따른 상기 전조등 기구의 작동 여부 또는 조사 패턴을 설정하고,
상기 조사 패턴을 산출하는 단계에서는, 상기 휴대용 단말기의 조도 센서 모듈에 의해 측정되는 상기 자전거 본체의 현재 조도를 이용하여 상기 전조등 기구의 작동 여부 및 조사 패턴을 산출하며,
상기 조사 패턴에 따라 조광하는 단계에서는, 상기 자전거 본체의 현재 조도에 따라 상기 전조등 기구를 선택적으로 작동시키고, 상기 전조등 기구의 작동시 상기 산출된 조사 패턴으로 상기 전조등 기구의 전조등들을 작동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 전조등 시스템의 제어 방법.
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| WO2021064799A1 (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 本田技研工業株式会社 | 鞍乗型車両の車両情報報知装置 |
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2018
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