(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-04
(54)【発明の名称】一体型スマートセンサー装置
(51)【国際特許分類】
G01V 3/12 20060101AFI20240528BHJP
G01J 1/02 20060101ALI20240528BHJP
F21V 23/00 20150101ALN20240528BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240528BHJP
【FI】
G01V3/12 A
G01J1/02 W
F21V23/00 115
F21Y115:10
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568653
(86)(22)【出願日】2023-04-27
(85)【翻訳文提出日】2023-11-07
(86)【国際出願番号】 KR2023005748
(87)【国際公開番号】W WO2023211178
(87)【国際公開日】2023-11-02
(31)【優先権主張番号】10-2022-0053618
(32)【優先日】2022-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】523420996
【氏名又は名称】エコラント カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100148633
【氏名又は名称】桜田 圭
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【氏名又は名称】美恵 英樹
(72)【発明者】
【氏名】イ、ヘグン
【テーマコード(参考)】
2G065
2G105
3K014
【Fターム(参考)】
2G065AB02
2G065BA13
2G065BA36
2G065BB09
2G065BB32
2G065BC31
2G065BC35
2G065CA05
2G105AA01
2G105BB16
2G105EE04
2G105HH01
2G105HH08
2G105KK01
2G105KK02
3K014AA01
(57)【要約】
本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置は、地面または施設の床面に立てられる固定ポール、前記固定ポールから横方向に延長される固定アーム、または前記固定アームに設置される照明装置のうちいずれか1つに設置され、内部に多数のセンサーが設置される一体型スマートセンサー装置であって、前記一体型スマートセンサーは、ベースと、前記ベースの一面に置かれ、多数の電装部品が実装されるメイン基板と、前記メイン基板の一面に置かれるセンサー基板と、前記センサー基板に実装され、オブジェクトの動きを感知するための多数の赤外線センサーを含む赤外線センサーアセンブリーと、前記ベースのエッジに結合され、前記メイン基板とセンサー基板を収容するハウジングと、前記ハウジングの一側に結合され、背面に多数のレンズアレイが形成される半球状のレンズカバーと、前記レンズカバーと前記赤外線センサーアセンブリーの間に配置され、前記多数のレンズアレイを通過する赤外線が前記多数の赤外線センサーに分かれて集光されるようにするする半球状のディバイダを含む。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
地面または施設の床面に立てられる固定ポール、前記固定ポールから横方向に延長される固定アーム、または前記固定アームに設置される照明装置のうちいずれか1つに設置され、内部に多数のセンサーが設置される一体型スマートセンサー装置において、
前記一体型スマートセンサーは、
ベースと、
前記ベースの一面に置かれ、多数の電装部品が実装されるメイン基板と、
前記メイン基板の一面に置かれるセンサー基板と、
前記センサー基板に実装され、オブジェクトの動きを感知するための多数の赤外線センサーを含む赤外線センサーアセンブリーと、
前記ベースのエッジに結合され、前記メイン基板とセンサー基板を収容するハウジングと、
前記ハウジングの一側に結合され、背面に多数のレンズアレイが形成される半球状のレンズカバーと、
前記レンズカバーと前記赤外線センサーアセンブリーの間に配置され、前記多数のレンズアレイを通過する赤外線が前記多数の赤外線センサーに分かれて集光されるようにするする半球状のディバイダを含む、一体型スマートセンサー装置。
【請求項2】
前記多数の赤外線センサーは、
第2赤外線センサーと、
前記第2赤外線センサーの左側に位置する第1赤外線センサーと、
前記第2赤外線センサーの右側に位置する第3赤外線センサーを含み、
前記第1~第3赤外線センサーの中心を連結する線は、三角形を成し、
前記第1~第3赤外線センサーは、手動型赤外線センサーであることを特徴とする、請求項1に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項3】
道路のエッジに沿って延長される垂直面は、第1垂直面と定義され、
前記第2赤外線センサーを通り、且つ前記第1垂直面と直交する垂直面は、第2垂直面と定義され、
道路のエッジから中央を向く方向は、前方と定義され、
前記第2赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記第2垂直面によって分割される領域は、中央感知領域と定義され、
前記第1赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の左側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、左側感知領域と定義され、
前記第3赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の右側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、右側感知領域と定義され、
前記第1~第3赤外線センサーによって前記左側感知領域と中央感知領域及び右側感知領域がそれぞれ感知されるように、前記第1~第3赤外線センサーの感知面は互いに異なる方向を向くように設置されることを特徴とする、請求項2に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項4】
前記中央感知領域は、
前記第1垂直面の前方に定義される前方感知領域と、
前記前方感知領域の後方に定義される後方感知領域を含む、請求項3に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項5】
前記第2赤外線センサーの感知面は、垂直下方及び/または前記第1垂直面から前方に所定角度傾斜する方向を向くことを特徴とする、請求項4に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項6】
前記第1赤外線センサーの感知面は、前記左側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする、請求項5に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項7】
前記第3赤外線センサーの感知面は、前記右側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする、請求項6に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項8】
前記ディバイダは、
前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第1赤外線センサーに集光されるようにガイドする第1ガイド溝と、
前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第2赤外線センサーに集光されるようにガイドする第2ガイド溝と、
前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第3赤外線センサーに集光されるようにガイドする第3ガイド溝を含み、
前記第1~第3ガイド溝は、前記ディバイダの円周方向に離隔して配置されることを特徴とする、請求項7に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項9】
前記第1ガイド溝の底面には、前記第1赤外線センサーの感知面が位置する第1センサーホールが形成され、
前記第2ガイド溝の底面には、前記第2赤外線センサーの感知面が位置する第2センサーホールが形成され、
前記第3ガイド溝の底面には、前記第3赤外線センサーの感知面が位置する第3センサーホールが形成され、
前記第1~第3ガイド溝のそれぞれは、前記ディバイダの外周面から前記センサーホールに行くほど幅が狭くなる形態で陥没することを特徴とする、請求項8に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項10】
前記レンズカバーの背面には多数のレンズアレイが形成され、
前記多数のレンズアレイのそれぞれは、多数のフレネルレンズパターンの集合からなることを特徴とする、請求項9に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項11】
前記多数のレンズアレイは、
前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第1赤外線センサーに集光させる第1レンズアレイと、
前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる第2レンズアレイと、
前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第3赤外線センサーに集光させる第3レンズアレイを含む、請求項10に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項12】
前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンは同一であり、
前記第2レンズアレイを構成するフレネルレンズは、前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンと異なることを特徴とする、請求項11に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項13】
前記第2レンズアレイは、円形のフレネルレンズの集合体であり、
前記第1及び第3レンズアレイは、前記第2レンズアレイを基準として対称する形状をなし、四角形形態に延長されるフレネルレンズの集合体であることを特徴とする、請求項12に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項14】
前記第2レンズアレイは、
前記前方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる前方レンズアレイと、
前記下方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線に集光させる下方レンズアレイを含み、
前記前方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径は、前記下方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径より大きく形成されることを特徴とする、請求項13に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項15】
前記第1~第3赤外線センサーを支持するセンサーブラケットをさらに含み、
前記センサーブラケットは、
前記第1赤外線センサーの安着面が形成される第1装着部と、
前記第2赤外線センサーの安着面が形成される第2装着部と、
前記第3赤外線センサーの安着面が形成される第3装着部を含み、
前記センサーブラケットの底面には、1つまたは多数のブラケット固定突起が突出することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項16】
前記第1~第3装着部の安着面のそれぞれのエッジには一対のセンサー固定フックが延長され、安着面のそれぞれにはセンサー固定ホールが形成され、
前記センサー固定ホールの個数は、それぞれの装着部別に異なることを特徴とする、請求項15に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項17】
前記多数のセンサーは、
周辺騒音を感知して騒音情報を生成する騒音センサーと、
前記固定ポールの設置位置と関連する測位情報を生成する測位センサーと、
周辺光束、輝度または照度を感知して光感知情報を生成する光センサーと、
前記固定ポールまたは前記照明装置の傾きまたは振動を感知して傾き情報または振動情報を生成する振動センサーのうち少なくとも1つをさらに含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項18】
少なくとも1つのコントロールサーバーと通信を行う通信部と、
前記オブジェクト動き情報に基づいてオブジェクト種類情報を獲得し、前記オブジェクト動き情報及び前記オブジェクト種類情報を前記通信部を介して前記コントロールサーバーに伝送する制御部をさらに含む、請求項17に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項19】
前記制御部は、
前記騒音情報、前記位置情報、前記光感知情報、前記傾き情報または前記振動情報のうち少なくとも1つを前記通信部を介して前記少なくとも1つのコントロールサーバーに伝送することを特徴とする、請求項18に記載の一体型スマートセンサー装置。
【請求項20】
コントロールインタフェースから前記制御部に伝送される制御命令に応じて作動が制御され、
前記コントロールインタフェースは、前記コントロールサーバーと有・無線で通信するコントロール装置から提供されることを特徴とする、請求項19に記載の一体型スマートセンサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異種装置と連動及び互換可能なインタフェース基盤でモーションセンサー、騒音センサー、光センサー、振動センサー及び測位センサーが一体化された一体型スマートセンサー装置に関するものである。
【0002】
具体的に、本発明は、一体型スマートセンサー及びセンシングアルゴリズムを利用してモーションセンサーを介して車両または人間の動きを感知し、騒音センサーを介して周辺騒音を感知し、光センサーを介して周辺光量を感知し、振動センサー(または加速度計(Accelerometer))を介して灯柱(pole)の衝撃(または傾き、地震、振動)等を感知し、街灯柱、統合灯柱(Multi devices mounted Pole)、スマートポール(Smart Pole)に付着された異種装置とバックエンドインタフェース連動をすることができ、ZigBeeまたはBluetooth通信により他の一体型スマートセンサーと連動することができ、外部スマートフォンまたは車両とデータ連携とモノのインターネット通信(M2M)を介してコントロールシステムとネットワークを構成できる一体型スマートセンサーシステムに関するものである。
【背景技術】
【0003】
従来では、道路照明リモートコントロールシステムは、有線または無線通信システムを活用して単方向点滅器、両方向点滅器、照度センサーやモーションセンサー等を個別的に利用して道路照明の点消灯や明るさを調整するのが一般的である。
【0004】
ただし、従来のように道路上の周辺街灯や街灯柱に付着される異種装置とは連動機能がない独立的な動作で単純照光機能と動作状態把握として拡張性に限界を見せている。
【0005】
また、従来の街灯は、センサー感知エラーや街灯柱の振動による不必要な照光動作の発生により周辺住宅街や建物で苦情が発生している。
【0006】
また、従来の街灯に設置されるセンサーは、センサーの感知範囲がセンサー前方を基準として50度内外であり、感知性能の低下及び照光範囲の最小化によりエネルギー節減率及び最適化に難航を見せている。
【0007】
従って、異種装置との連動による機能の拡張性とデータ基盤のAPI適用により連動性、互換性、受容性、拡張性を保証できる機能が必要であり、センサーの感知範囲を拡大して道路安全を確保し、エネルギーを節減できる機能が必要である。
【0008】
また、照明装置の異常電流による過負荷、温度上昇やエラー状態を把握及び報告をすることができ、照明装置の主要構成品である、LED、コンバータ、通信、電源、制御装置等のリアルタイム精密状態分析と事前点検により問題点を把握及び解決することができる制御装置の機能が必要である。
【0009】
さらに、灯柱の衝撃による施設物の安全管理、地震やシンクホールの感知、道路周辺の騒音発生の収集による新しいデータの構築、個人のスマート機器または応急車両と連携による空間安全を増大できるように、道路で発生し得る応急状況に対する即時対処機能の必要性が増えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上述した問題点を改善するためのものとして、センサーの感知範囲を拡大して車両または人間の動きを感知して安全を確保できる一体型スマートセンサー装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、本発明は、異種装置インタフェース及び一体型センサーを利用して別途の追加装置なしにもセンサーが周辺状況を感知してコントロールシステムと直接データを送受信することができる一体型スマートセンサー装置を提供することを目的とする。
【0012】
また、本発明は、Bluetooth通信またはその他通信方式を介してスマートフォンまたは応急車両とリアルタイムネットワーキングし、スマートフォンまたは応急車両と通信連携時一体型スマートセンサーが設置された街灯の照明の動作を変化させ、スマートフォンまたは応急車両とのネットワーク連結状態に関する情報をコントロールセンターに共有することができる一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、道路に設置される複数の街灯それぞれの照明の連動動作のために適用される通信方式として、ZigBee通信、Sub-1 GHz、WiFi通信またはBluetooth通信方式を適用可能にすることで、コントロールプログラムで需要先別、状況別に選択的に適用できるようにする一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【0014】
また、照明装置の駆動電源を供給するデジタルコンバータと連携されて照明装置運営の主要構成品であるLED、コンバータ、通信装置、電源等のリアルタイム状態分析(過負荷、誤動作、動作不能または故障)と事前点検を行うことができ、発生する異常状態を自体解決できるようにする一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【0015】
また、本発明は、街灯柱の基礎浸食、外部衝撃、地震または周辺シンクホールにより街灯に振動が発生したり一定角度以上の傾きを感知してコントロールセンサーに警告を知らせて街灯柱施設物に対するリアルタイム安全確認が可能であり、道路の安全を確保できる一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【0016】
また、本発明は、街灯の施設物の位置基盤管理と安全に異常状況が発生する場合、精密な位置把握ができるように位置基盤情報を提供することができる一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【0017】
また、本発明は、一般的に街灯の消灯時間である昼間に天気変化により急に暗い状況が発生する場合または周辺の状況(行事または周辺輝度変化を含む)の急激な変化により照明の点灯や動作の制御(明るさ調整_Dimming、色温度調整_Color temperature、色調整_RGBW color change等)をすることができる一体型スマートセンサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記のような目的を達成するための本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置は、地面または施設の床面に立てられる固定ポール、前記固定ポールから横方向に延長される固定アーム、または前記固定アームに設置される照明装置のうちいずれか1つに設置され、内部に多数のセンサーが設置される一体型スマートセンサー装置であって、前記一体型スマートセンサーは、ベースと、前記ベースの一面に置かれ、多数の電装部品が実装されるメイン基板と、前記メイン基板の一面に置かれるセンサー基板と、前記センサー基板に実装され、オブジェクトの動きを感知するための多数の赤外線センサーを含む赤外線センサーアセンブリーと、前記ベースのエッジに結合され、前記メイン基板とセンサー基板を収容するハウジングと、前記ハウジングの一側に結合され、背面に多数のレンズアレイが形成される半球状のレンズカバーと、前記レンズカバーと前記赤外線センサーアセンブリーの間に配置され、前記多数のレンズアレイを通過する赤外線が前記多数の赤外線センサーに分かれて集光されるようにするする半球状のディバイダとを含む。
【0019】
前記多数の赤外線センサーは、第2赤外線センサーと、前記第2赤外線センサーの左側に位置する第1赤外線センサーと、前記第2赤外線センサーの右側に位置する第3赤外線センサーを含み、前記第1~第3赤外線センサーの中心を連結する線は三角形を成し、前記第1~第3赤外線センサーは、手動型赤外線センサーであることを特徴とする。
【0020】
道路のエッジに沿って延長される垂直面は、第1垂直面と定義され、前記第2赤外線センサーを通り、且つ前記第1垂直面と直交する垂直面は、第2垂直面と定義され、道路のエッジから中央を向く方向は、前方と定義され、前記第2赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記第2垂直面によって分割される領域は、中央感知領域と定義され、前記第1赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の左側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、左側感知領域と定義され、前記第3赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の右側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、右側感知領域と定義され、前記第1~第3赤外線センサーによって前記左側感知領域と中央感知領域及び右側感知領域がそれぞれ感知されるように、前記第1~第3赤外線センサーの感知面は互いに異なる方向を向くように設置されることを特徴とする。
【0021】
前記中央感知領域は、前記第1垂直面の前方に定義される前方感知領域と、前記前方感知領域の後方に定義される後方感知領域を含む。
【0022】
前記第2赤外線センサーの感知面は、垂直下方及び/または前記第1垂直面から前方に所定角度傾斜する方向を向くことを特徴とする。
【0023】
前記第1赤外線センサーの感知面は、前記左側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする。
【0024】
前記第3赤外線センサーの感知面は、前記右側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする。
【0025】
前記ディバイダは、前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第1赤外線センサーに集光されるようにガイドする第1ガイド溝と、前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第2赤外線センサーに集光されるようにガイドする第2ガイド溝と、前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第3赤外線センサーに集光されるようにガイドする第3ガイド溝を含み、前記第1~第3ガイド溝は、前記ディバイダの円周方向に離隔して配置されることを特徴とする。
【0026】
前記第1ガイド溝の底面には、前記第1赤外線センサーの感知面が位置する第1センサーホールが形成され、前記第2ガイド溝の底面には、前記第2赤外線センサーの感知面が位置する第2センサーホールが形成され、前記第3ガイド溝の底面には、前記第3赤外線センサーの感知面が位置する第3センサーホールが形成され、前記第1~第3ガイド溝のそれぞれは、前記ディバイダの外周面から前記センサーホールに行くほど幅が狭くなる形態で陥没することを特徴とする。
【0027】
前記レンズカバーの背面には多数のレンズアレイが形成され、前記多数のレンズアレイのそれぞれは、多数のフレネルレンズパターンの集合からなることを特徴とする。
【0028】
前記多数のレンズアレイは、前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第1赤外線センサーに集光させる第1レンズアレイと、前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる第2レンズアレイと、前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第3赤外線センサーに集光させる第3レンズアレイを含む。
【0029】
前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンは同一であり、前記第2レンズアレイを構成するフレネルレンズは、前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンと異なることを特徴とする。
【0030】
前記第2レンズアレイは、円形のフレネルレンズの集合体であり、前記第1及び第3レンズアレイは、前記第2レンズアレイを基準として対称する形状をなし、四角形形態に延長されるフレネルレンズの集合体であることを特徴とする。
【0031】
前記第2レンズアレイは、前記前方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる前方レンズアレイと、前記下方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線に集光させる下方レンズアレイを含み、前記前方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径は、前記下方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径より大きく形成されることを特徴とする。
【0032】
前記第1~第3赤外線センサーを支持するセンサーブラケットをさらに含み、前記センサーブラケットは、前記第1赤外線センサーの安着面が形成される第1装着部と、前記第2赤外線センサーの安着面が形成される第2装着部と、前記第3赤外線センサーの安着面が形成される第3装着部を含み、前記センサーブラケットの底面には、1つまたは多数のブラケット固定突起が突出することを特徴とする。
【0033】
前記第1~第3装着部の安着面のそれぞれのエッジには一対のセンサー固定フックが延長され、安着面のそれぞれにはセンサー固定ホールが形成され、前記センサー固定ホールの個数は、それぞれの装着部別に異なることを特徴とする。
【0034】
前記多数のセンサーは、周辺騒音を感知して騒音情報を生成する騒音センサーと、前記固定ポールの設置位置と関連する測位情報を生成する測位センサーと、周辺光束、輝度または照度を感知して光感知情報を生成する光センサーと、前記固定ポールまたは前記照明装置の傾きまたは振動を感知して傾き情報または振動情報を生成する振動センサーのうち少なくとも1つをさらに含む。
【0035】
少なくとも1つのコントロールサーバーと通信を行う通信部と、前記オブジェクト動き情報に基づいてオブジェクト種類情報を獲得し、前記オブジェクト動き情報及び前記オブジェクト種類情報を前記通信部を介して前記コントロールサーバーに伝送する制御部をさらに含む。
【0036】
前記制御部は、前記騒音情報、前記位置情報、前記光感知情報、前記傾き情報または前記振動情報のうち少なくとも1つを前記通信部を介して前記少なくとも1つのコントロールサーバーに伝送することを特徴とする。
【0037】
コントロールインタフェースから前記制御部に伝送される制御命令に応じて作動が制御され、前記コントロールインタフェースは、前記コントロールサーバーと有・無線で通信するコントロール装置から提供されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0038】
本発明の一実施例に係る一体型スマートセンサーは、センサーの感知範囲を拡大して車両または人間の動きを感知して安全を確保することができる。
【0039】
また、本発明の一実施例に係る一体型スマートセンサーは、異種装置と連動可能なインタフェースを提供し、一体化された多様なセンサーと測定装置を利用して別途の追加装置なしにもセンサーが周辺状況を感知してコントロールシステムと直接データを送受信することができる。
【0040】
また、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサーによれば、センサー装置内部にディバイダが設置されることで、多数の赤外線感知センサーを近接するように設置しても感知信号の混線が発生しないので、センサー装置の大きさを小型化することができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【
図1】
図1は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置の運営システムを説明するためのブロック図である。
【
図2】
図2は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置が付着される位置を見せる図面である。
【
図3】
図3は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置の構成を説明するためのブロック図である。
【
図4】
図4は、本発明の実施例に係るスマートセンサー装置の斜視図である。
【
図5】
図5は、前記スマートセンサー装置の分解斜視図である。
【
図6】
図6は、前記スマートセンサー装置の内部構成を示す斜視図である。
【
図7】
図7は、ハウジングと、ディバイダ及びレンズカバーが除去された本発明の実施例に係る一体型スマートセンサーの側面図である。
【
図8】
図8は、前記一体型スマートセンサー装置の平面図である。
【
図9】
図9は、本発明の実施例に係る赤外線センサーをセンサー基板に固定するためのセンサーブラケットの斜視図である。
【
図10】
図10は、本発明の実施例に係る赤外線センサーをセンサー基板に固定するためのセンサーブラケットの斜視図である。
【
図11】
図11は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置を構成するディバイダの左側底面斜視図である。
【
図13】
図13は、前記スマートセンサー装置の部分縦断面図である。
【
図14】
図14は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置に備えられるレンズカバーの背面図である。
【
図15】
図15は、赤外線センサーによって感知される感知領域を見せる図面である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
図1は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置の運営システムを説明するためのブロック図である。
【0043】
図1を参照すると、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置の運営システム10は、少なくとも1つの一体型スマートセンサー装置100、少なくとも1つのコントロールサーバー200及び少なくとも1つのコントロール装置300を含むことができる。
【0044】
詳しくは、前記一体型スマートセンサー装置100は、通信装置(長距離と近距離通信)及びIoT等のようなICT技術と結合して道路や施設の周辺に設置される街灯、保安灯、スマートポール、信号灯または景観照明システムに付着されて運営される。
【0045】
前記コントロールサーバー200は、スマート街灯またはスマートポールをコントロールするサーバーであってもよい。前記コントロールサーバー200は、前記少なくとも1つの一体型スマートセンサー装置100と、前記少なくとも1つのコントロール装置300と有線または無線で情報を送受信することができる。
【0046】
一方、前記コントロール装置300は、コントロールサーバー200と有線または無線で情報を送受信し、スマート街灯またはスマートポールをコントロールする管理者が使用する装置であってもよい。前記コントロール装置300は、前記コントロールサーバー200から少なくとも1つの一体型スマートセンサー装置100で生成された情報を確認し、少なくとも1つの一体型スマートセンサー装置100を制御できるようにするコントロールインタフェースを提供することができる。
【0047】
図2は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置が付着される位置を見せる図面である。
【0048】
図2を参照すると、本発明による一体型スマートセンサー装置100は、固定ポール110から延長される固定アーム120に装着されるか、前記固定ポール110に装着される照明装置130に付着されて運営される。
【0049】
詳しくは、前記固定ポール110は、地面または施設の床面に垂直上方に所定長さ延長されて設置される。前記固定ポール110は、中空のパイプからなることができ、下端が地面に固定される。
【0050】
前記固定アーム120は、前記固定ポール110の下端から所定の高さで横方向に所定長さ延長される。
【0051】
一方、前記一体型スマートセンサー装置100は、オブジェクトの動きを感知してオブジェクト動き情報を生成したり、前記一体型スマートセンサー装置100の周辺で発生する騒音を感知して騒音情報を生成することができる。
【0052】
また、前記一体型スマートセンサー装置100は、周辺の光量を測定することができ、固定ポール110の傾き及び衝撃の有無を感知して振動情報を生成することができる。
【0053】
前記一体型スマートセンサー装置100は、オブジェクト動き情報、騒音情報、光量情報及び固定ポール110に加えられる振動を他の外部異種装置やコントロールシステムに伝送することができ、感知されたオブジェクト動き情報、光量情報、振動情報及び騒音情報に基づいて、またはこれら情報を応用融合して照明装置130を制御することもできる。
【0054】
一方、前記一体型スマートセンサー120が設置される高さは、前記固定ポール110が保安灯機能をする場合3~6mであってもよく、街灯機能をする場合8~15mであってもよいが、設置高さは設置位置や条件によって適宜調節することができる。
【0055】
前記照明装置130は、多様な照明明るさ(Dimming)、色温度調整(Tunable White)及び色変化(Color Changing)を照射または制御することができる照明を含むことができる。例えば、前記照明装置130は、RGBW色のLED照明を含むことができ、白色系の多様な色温度(Color temperature)で構成されたLED照明を含むことができる。また、照明装置130は、一体型スマートセンサー装置100から伝送される制御命令に応じて照明明るさ、色温度または色を変更して照明を照射または制御することができる。
【0056】
前記照明装置130は、固定ポール110の上端に固定されてもよい。前記照明装置130は、一体型スマートセンサー装置100と電気的に連結され、照明の点灯(On)/消灯(Off)、明るさ制御、色温度制御及び色調節が可能なLED照明を含むことができる。
【0057】
図3は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置の構成を説明するためのブロック図である。
【0058】
図3を参照すると、前記一体型スマートセンサー装置100は、通信部101、モーションセンサー102、騒音センサー103、電源供給部104、測位センサー105、出力部106、振動センサー107、光センサー108及び制御部109を含むことができる。
【0059】
詳しくは、前記通信部101は、有線または無線通信により外部装置と通信を行うことができる。通信部121は、M2M(Machine to Machine)通信(例えば、LTE、5G、NB-IoT、CAT1、CATm1等)技術を利用してコントロールサーバー200等と直接通信を行うことができる。また、通信部101は、RF(Radio Frequency)通信(例えば、BLE:Bluetooth Low Energy、Wi-Fi:Wireless-Fidelity、Sub-1 GHzまたはZigbee等)技術を利用して近距離通信を支援することができる。
【0060】
前記モーションセンサー102は、オブジェクトの動きを感知してオブジェクト動き情報を生成することができる。例えば、モーションセンサー102は、少なくとも1つの手動型赤外線センサー(PIR sensor:Passive Infrared Sensor)を含むことができる。
【0061】
前記騒音センサー103は、周辺騒音を感知して騒音情報を生成することができる。
【0062】
前記電源供給部104は、一体型スマートセンサー装置100全般にわたって電源を供給することができる。電源供給部104は、交流電源を直流電源に変換するコンバータと、直流電源のレベルを変換するdc/dcコンバータを備えることができる。
【0063】
前記測位センサー105は、精密位置基盤衛星測位により一体型スマートセンサー装置100の位置と関連した測位情報を生成することができる。前記測位センサー105は、GNSS(Global Navigation Satellite System)を利用して測位情報を生成することができる。
【0064】
前記出力部106は、アナログ及びデジタルデータを変換して出力することができる。前記出力部106は、PWM、DALI、DALI-2、D4i、DT6、DT7、DT8等のデジタルコンバーティング技術を利用することができ、アナログコンバータのためのプロトコル(1-10V、0-10V)を用いることができる。
【0065】
前記振動センサー107は、固定ポール110、固定アーム120または照明装置130の傾きを感知したり、外部衝撃発生、シンクホールまたは地震による振動を感知して傾き情報または振動情報を生成することができる。
【0066】
前記制御部109は、通信部101を介してコントロールサーバー200に傾き情報及び振動情報を伝送することができる。
【0067】
前記コントロールサーバー200は、管理者によって設定されるサードパーティー(3rd party)サーバーであってもよい。
【0068】
一方、前記光センサー108は、周辺光束(Luminous flux)、輝度(Luminance)または照度(Illuminance)を感知して光感知情報を生成することができる。前記制御部109は、光感知情報に基づいて照明装置130の照明明るさ(Dimming)、色温度(Tunable White)及び色(Color Changing)を制御することができる。
【0069】
また、制御部109は、光感知情報をコントロールサーバー200に伝送することができる。前記光感知情報は、コントロールサーバー200を介してコントロール装置300に伝送され、コントロール装置300の管理者は、光感知情報に基づいて照明装置130を遠隔制御することができる。
【0070】
一方、制御部109は、一体型スマートセンサー装置100の構成要素を制御して設定されたまたは決定された動作を行うことができる。
【0071】
制御部109は、少なくとも1つの実行可能な動作のうち予測される動作や、好ましいと判断される動作を実行するように一体型スマートセンサー装置100の構成要素を制御することができる。
【0072】
この時、制御部109は、決定された動作を行うために外部装置の連携が必要な場合、当該外部装置(例えば、CCTV、応急ボタン、個人スマート機器、自動車、環境センサー、火災センサー、電気充電装置、ドローン等)を制御するための制御信号を生成し、インタフェースソフトウェア(API:Applied Programming Interface)と連携し、生成した制御信号を当該外部装置に伝送することができる。
【0073】
また、外部装置から制御信号とインタフェースソフトウェア連携により制御部109に制御信号を伝送して制御部109の設定された動作(Profiled Processing and Actions)の変化を与えることができる。
【0074】
制御部109は、所定のアプリケーションを駆動するために、一体型スマートセンサー装置100の構成要素のうち少なくとも一部を制御することができる。さらに、制御部109は、前記アプリケーションの駆動のために、一体型スマートセンサー装置100に含まれた構成要素のうち2つ以上を組み合わせて動作させることができる。
【0075】
図4は、本発明の実施例に係るスマートセンサー装置の斜視図であり、
図5は、前記スマートセンサー装置の分解斜視図であり、
図6は、前記スマートセンサー装置の内部構成を示す斜視図である。
【0076】
図4~
図6を参照すると、本発明の実施例に係るスマートセンサー装置100は、円筒状のハウジング170と、前記ハウジング170の一端部に結合されるベース140と、前記ハウジング170の他端部に結合されるレンズカバー190と、前記ベース140の上面に置かれるメイン基板150と、前記メイン基板150の上面に置かれるセンサー基板160と、前記センサー基板160の上側に置かれるディバイダ180を含む。
【0077】
詳しくは、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置100の通信部101は、RF通信モジュール1011、M2M通信モジュール1012及び4Gリングアンテナ1013を含むことができる。前記RF通信モジュール1011とM2M通信モジュール1012は、前記センサー基板160に実装され、前記4Gリングアンテナ1013は、前記ハウジング170の内周面に沿って配置されてもよい。
【0078】
前記モーションセンサー102は、第1赤外線センサー1021(PIR:Passive Infrared Sensor)、第2赤外線センサー1022及び第3赤外線センサー1023を含むことができる。前記第1~第3赤外線センサー1021~1023は、前記センサー基板160に実装されてもよい。
【0079】
前記騒音センサー103は、騒音センシングモジュール1031を含むことができ、前記電源供給部104は、電源供給モジュール1041を含むことができる。前記騒音センシングモジュール1031と前記電源供給モジュール1041は、前記メイン基板150に実装されてもよい。
【0080】
前記測位センサー105は、測位センシングモジュール1051を含むことができ、前記光センサー108は、光量測定(photo Sensor)モジュール1081を含むことができ、前記測位センシングモジュール1051と前記光量測定モジュール1081は、前記センサー基板160に実装されてもよい。
【0081】
前記出力部106は、アナログ/デジタル出力モジュール1061を含むことができ、前記振動センサー107は、加速度計1071を含むことができ、制御部109は、マイクロコントローラユニット1091(MCU:microcontroller unit)を含むことができる。前記アナログ/デジタル出力モジュール1061と加速度計1071及び前記マイクロコントローラユニット1091は、前記メイン基板150に実装されてもよい。
【0082】
前記マイクロコントローラユニット1091は、照明装置への電源供給及び駆動を担当するコンバータをデジタルプロトコルで適用する場合、照明装置運営の主要構成品のリアルタイム精密状態報告、事前点検、及び異常状態解決と、コントロールセンターに情報を報告できるようにする制御アルゴリズムを備える。
【0083】
図7は、ハウジングと、ディバイダ及びレンズカバーが除去された本発明の実施例に係る一体型スマートセンサーの側面図である。
【0084】
図7を参照すると、前記一体型スマートセンサー装置100が街灯に装着されると、前記レンズカバー190が地面を向くようになるので、図面で感知方向を示す矢印は、地面を向くものであると理解することができる。
【0085】
詳しくは、前記第1赤外線センサー1021、第2赤外線センサー1022及び第3赤外線センサー1023のそれぞれは互いに異なる方向を向くように設置されて、互いに異なる領域を感知し、且つ感知領域が互いに重ならないようにすることができる。
【0086】
例えば、前記一体型スマートセンサー装置100が前記固定アーム120に設置された状態を基準として、第1~第3赤外線センサー1021、1022、1023の設置位置を連結する線は三角形を成すことができる。
【0087】
詳しくは、前記第2赤外線センサー1022の第2感知方向A2は垂直方向(地面方向)であってもよい。ここで、垂直方向は、前記センサー基板160が水平状態である時の垂直方向を意味する。即ち、前記センサー基板160と固定ポール110が設置される地面が平行であることを前提とする。または、前記第2赤外線センサー1022の中心軸、即ちウィンドウに該当する偏光フィルターが向く方向は、垂直線から前方(歩道から道路の中央を向く方向)に所定角度傾斜するように配置される。前記第2赤外線センサー1022の傾斜角度は15度以下であってもよい。前記ウィンドウまたは偏光フィルターは感知面として、赤外線センサーの感知面と定義することができる。
【0088】
また、前記第1赤外線センサー1021の第1感知方向A1は、前記第2感知方向A2から第1側方(反時計回り)に所定角度(例えば、45度以下)傾いた方向であってもよい。即ち、前記センサー基板160と前記第1赤外線センサー1021の中心軸が成す角(θ1)と、前記第1赤外線センサー1021の中心軸と垂直面が成す角の和は90度である。
【0089】
また、前記第3赤外線センサー1023の第3感知方向A3は、前記第2感知方向A2から第2側方(時計回り)に所定角度(例えば、約45度)傾いた方向であってもよい。即ち、前記センサー基板160と前記第3赤外線センサー1023の中心軸が成す角(θ1)と、前記第3赤外線センサー1023の中心軸と前記垂直面が成す角の和は90度である。
【0090】
また、前記第1~第3赤外線センサー1021、1022、1023は、垂直方向から前方(道路の路肩から道路の中央線を向く方向)に所定角度(θ2)(例えば15度以下)程度傾斜するように設置される。前記角度(θ2)は、道路の路肩を連結する直線と前記第1赤外線センサー1021の中心軸が成す角度及び前記道路の路肩を連結する直線と前記第3赤外線センサー1023の中心軸が成す角度と理解することができる。よって、前記第2赤外線センサー1022の中心軸と前記第1赤外線センサー1021の中心軸が成す角度及び前記第2赤外線センサー1022の中心軸と前記第3赤外線センサー1023の中心軸が成す角度は90度から前記角度(θ2)を引いた値と理解することができる。
【0091】
その結果、前記第2赤外線センサー1022は、前記一体型スマートセンサー装置100の直下方と道路の中央を向く前方数m及び前記一体型スマートセンサー装置100の後方数mに至る領域を通る物体を感知することができる。そして、前記第1赤外線センサー1021は、前記第2赤外線センサー1022が感知する領域の第1側方に該当する領域、即ち前記一体型スマートセンサー装置100の左側及び左側前方領域を通る物体を感知することができる。そして、前記第3赤外線センサー1023は、前記一体型スマートセンサー装置100の右側及び右側前方領域を通る物体を感知することができる。
【0092】
図8は、前記一体型スマートセンサー装置の平面図である。
【0093】
詳しくは、
図8に図示される図面は、前記一体型スマートセンサー装置100が前記固定アーム120に設置された状態でユーザが前記一体型スマートセンサー装置100を見上げた時の様子であると理解することができる。
【0094】
また、前記第2赤外線センサー1022は、直下方及び前方Fを向く。よって、前記第2赤外線センサー1022は、前記スマートセンサー装置100の直下方及び後方B領域を感知する。前記後方領域は、歩行者道路をカバーする領域を意味する。
【0095】
また、前記第1赤外線センサー1021は、前記一体型スマートセンサー装置100の左側領域及び道路を含む左側前方領域をカバーする。そして、前記第3赤外線センサー1023は、前記一体型スマートセンサー装置100の右側領域及び道路を含む右側前方領域をカバーする。
【0096】
前記第1~第3赤外線センサー1021~1023は、赤外線を感知する焦電素子(pyroelectric element)が少なくとも2つ以上であるマルチエレメントセンサーであってもよい。よって、前記赤外線センサーによって感知される感知領域は正の領域(positive zone)と負の領域(negative zone)に分割され、前記レンズカバー190に形成されるフレネルレンズの個数とパターンによって多数の正の領域と負の領域が交互に形成される。これに対する内容は、以下図面を参照して詳しく説明する。
【0097】
図9及び
図10は、本発明の実施例に係る赤外線センサーをセンサー基板に固定するためのセンサーブラケットの斜視図である。
【0098】
図9及び
図10を参照すると、前記センサーブラケット30は、前記第1赤外線センサー1021が固定される第1装着部31と、前記第2赤外線センサー1022が固定される第2装着部32及び前記第3赤外線センサー1023が固定される第3装着部33からなる。
【0099】
詳しくは、前記第2装着部32は、垂直面から前方に少し傾斜するように形成され、前記第1及び第3装着部31、33は、水平面に該当するセンサー基板160から所定角度傾斜するだけではなく、前記第2装着部32から左側と右側に所定角度傾斜するように形成される。
【0100】
また、前記第1~第3赤外線センサーが置かれる面には、センサー固定ホール301が1つまたは多数が形成される。前記センサー固定ホール301の個数は、センサー装着部によって違うように設定することができる。これは、それぞれのセンサー固定ホールに装着される赤外線センサーの種類または規格が違う場合、誤組付けを防止するためである。例えば、第1赤外線センサー1021と第3赤外線センサー1023は同じ種類の赤外線センサーが採用され、第2赤外線センサー1022だけ異なる種類または異なる規格の赤外線センサーが採用される場合、前記第2装着部32には2つのセンサー固定ホール301が形成され、前記第1及び第3装着部31、33には3つまたは4つのセンサー固定ホール301が形成されてもよい。
【0101】
そして、前記第1~第3装着部31~33のそれぞれの側面には、センサーを固定するための一対の固定フック302が提供される。前記一対の固定フック302は互いに対向する位置に形成されてもよい。
【0102】
また、前記第1~第3赤外線センサー1021~1023が置かれる安着面の反対側には、ブラケット固定突起34がそれぞれ突出する。そして、前記ブラケット固定突起34は、前記センサー基板160に貫通挿入される。
【0103】
図11は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置を構成するディバイダの左側底面斜視図であり、
図12は、前記ディバイダの右側底面斜視図であり、
図13は、前記スマートセンサー装置の部分縦断面図である。
【0104】
図11~
図13を参照すると、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置100は、固定ポール110に前記一体型スマートセンサー装置100が装着された状態を基準として、ハウジング170の下端部の内側エッジに半球状の前記レンズカバー190が結合され、前記レンズカバー190の上側に前記ディバイダ180が配置される。そして、前記ディバイダ180の上側に前記第1~第3赤外線センサー1021~1023が実装された前記センサー基板160が置かれる。
【0105】
詳しくは、前記ディバイダ180は、前記レンズカバー190の形状と類似する半球状を有する。前記ディバイダ180には球面から所定深さ陥没する多数のガイド溝が形成され、前記多数のガイド溝は陥没深さが深くなるほど幅が狭くなる形態で陥没する。
【0106】
前記多数のガイド溝は、第1感知領域を通る物体から放出される赤外線が前記第1赤外線センサー1021に赤外線が集光されるようにガイドする第1ガイド溝181と、第2感知領域を通る物体から放出される赤外線が前記第2赤外線センサー1022に集光されるようにガイドする第2ガイド溝182と、第3感知領域を通る物体から放出される赤外線が前記第3赤外線センサー1023に集光されるようにガイドする第3ガイド溝183を含む。
【0107】
そして、前記第1ガイド溝181の底面には第1センサーホール1811が形成され、前記第1センサーホール1811には前記第1赤外線センサー1021の赤外線受信ウィンドウ、厳密に言えば偏光フィルターが露出する。前記第2ガイド溝182の底面には第2センサーホール1821が形成され、前記第2センサーホール1821には前記第2赤外線センサー1022の赤外線受信ウィンドウが露出する。前記第3ガイド溝183の底面には第3センサーホール1831が形成され、前記第3センサーホール1831には前記第3赤外線センサー1023の赤外線受信ウィンドウが露出する。
【0108】
前記第1ガイド溝181と第3ガイド溝183は、前記第2ガイド溝182を基準として左側と右側にそれぞれ所定角度広がる方向を向く。そして、前記第1~第3ガイド溝181~183のそれぞれは、前面1812、1822、1832、後面1813、1823、1833、一対の側面1814、1824、1834を形成する。
【0109】
前記第1~第3ガイド溝181~183がそれぞれ区画されて形成されることで、隣接する赤外線センサーが同一物体を重複感知して感知混線またはノイズを起こすことを遮断する。例えば、第1感知領域内で動く物体は、前記第1赤外線センサー181のみによって感知され、前記第2赤外線センサー182または第3赤外線センサー183によっては感知されないようにする。
【0110】
前記ディバイダ180が前記赤外線センサー181~183と前記レンズカバー190の間に配置され、感知領域重畳による感知の混線を防止することができるので、複数のセンサーが互いに近く隣接して配置され、前記一体型スマートセンサー装置100をコンパクトな大きさに設計できる長所がある。その結果、スマートセンサー装置100の製造コストが節減される。
【0111】
さらに、隣接するセンサー間の感知混線を防止するために設定される隣接センサー間の離隔角度または広がり角度を最小化することができ、隣接する感知領域の間に形成される死角、即ちセンサーによって感知されない領域の範囲を最小化できる長所がある。
【0112】
図14は、本発明の実施例に係る一体型スマートセンサー装置に備えられるレンズカバーの背面図であり、
図15は、赤外線センサーによって感知される感知領域を見せる図面である。
【0113】
図14及び
図15を参照すると、前記第1~第3センサー1021~1023は、2つまたはそれ以上の焦電素子と、前記偏光フィルターを介して受信された赤外線信号を増幅させるFET素子を含む。本実施例では、2つの焦電素子を有するダブルエレメントセンサーを例として説明する。
【0114】
一般的に、赤外線センサーの感知距離と、感知範囲及び感度を高めるためにセンサー前方にフレネルレンズが備えられる。本発明の場合、半球形態のラウンド状に形成されたプラスチック素材のカバーの背面に感知領域別に互いに異なる形態のフレネルレンズアレイが形成される。
【0115】
フレネルレンズは、赤外線センサーの感知距離を拡大させて感度を極大化し、外部の風の影響を防ぐ役割だけではなく、外部の雑光(miscellaneous light)による影響を遮断する機能をする。そして、前記フレネルレンズアレイの焦点は、赤外線センサーの偏光フィルターに形成されるように設計される。
【0116】
また、2つの焦電素子を有する赤外線センサーの構造において、1つのフレネルレンズに対応する感知領域は正の領域(positive area)と負の領域(negative area)に区分されて形成される。よって、動く物体が感知領域で移動する時正の領域と負の領域を順次通過することで、赤外線センサーに備えられた焦電素子に赤外線が入射すると焦電素子では焦電効果(pyroelectric effect)が表れることになり、この時の電圧変化を感知して赤外線センサーが物体の移動及び移動速度を感知することになる。前記正の領域と負の領域をサブ領域(sub zone)と定義することができる。よって、フレネルレンズアレイの感知領域に定義される投影面(projection)にはフレネルレンズアレイを構成するフレネルレンズの個数に該当するサブ領域が形成されると理解することができる。
【0117】
本発明の実施例に係るレンズカバー190の背面には、独立的な感知領域を有する多数のフレネルレンズアレイが備えられる。前記多数のフレネルレンズアレイは、多数のフレネルレンズの集合体と定義することができ、感知領域別に互いに異なる形態のフレネルレンズが提供される。前記多数のフレネルレンズは、前記レンズカバー190の背面に形成される。
【0118】
詳しくは、前記多数のフレネルレンズアレイは、前記第1赤外線センサー1021に赤外線が入射するようにする第1レンズアレイ191と、前記第2赤外線センサー1022に赤外線が入射するようにする第2レンズアレイ192と、前記第3赤外線センサー1023に赤外線が入射するようにする第3レンズアレイ193を含むことができる。そして、前記第2レンズアレイ192は、前方レンズアレイ1921と下方レンズアレイ1922に区分される。
【0119】
前記赤外線センサーアセンブリー、具体的に前記センサーブラケット30の直前方に該当する前記レンズカバー190の地点を基準として左側に前記第1レンズアレイ191が形成され、中央に前記第2レンズアレイ192が形成され、右側に前記第3レンズアレイ193が形成される。
【0120】
前記第1レンズアレイ191と前記第3レンズアレイ193は、前記レンズカバー190を二等分する線を基準として互いに対称する位置で対称する形態で提供される。そして、前記第1及び第3レンズアレイ191、193の形状は、前記第2レンズアレイ192のレンズ形状と違うようにデザインされ、第1及び第3赤外線センサー1021、1023が感知する対象と前記第2赤外線センサー1022が感知する対象が違うように設定されてもよい。このために、前記第2赤外線センサー1022は、前記第1及び第3赤外線センサー1021、1023と異なる規格(specification)を有することができる。
【0121】
前記第1及び第3レンズアレイ191、193は、図示されたように長くて曲がった四角形形状を成す多数のフレネルレンズが前記レンズカバー190の半径方向に配列される構造を有することができる。
【0122】
そして、前記第2レンズアレイ192は、円形を成す多数のフレネルレンズが隣接して配置されるディンプル構造を有することができ、前記前方レンズアレイ1921を構成するフレネルレンズの直径及び隣接するレンズ間の隔離距離は、前記下方レンズアレイ1922を構成するフレネルレンズの直径及び隣接するレンズ間の隔離距離と異なるように設計されてもよい。
【0123】
一例として、前記前方レンズアレイ1922を構成するフレネルレンズの大きさ及び隣接するフレネルレンズ間の隔離距離を前記後方レンズアレイ1922を構成するフレネルレンズの大きさ及び隣接するフレネルレンズ間の隔離距離より大きく設計することで、前記前方レンズアレイ192によってカバーされる感知領域が歩道から道路の中央方向に拡張されるようにすることができる。
【0124】
そして、前記フレネルレンズアレイの形成位置と個数は、前記一体型スマートセンサー装置100に提供される赤外線センサーの個数及び赤外線センサーの偏光フィルターが向く方向に対応する位置に形成されてもよい。
【0125】
また、前記一体型スマートセンサー装置100を基準として、左側地面には左側感知領域710と定義される投影面が形成され、中央部地面には中央感知領域720と定義される投影面が形成され、右側地面には右側感知領域710と定義される投影面が形成される。そして、前記中央感知領域720には前方感知領域7201と定義される投影面と下方感知領域7202と定義される投影面が区分されて形成される。
【0126】
そして、これら感知領域の形成位置と感知面積は、前記レンズアレイ191~193の形成位置及びそれぞれのレンズアレイを形成するフレネルレンズの大きさ及び形状によって決定される。
【0127】
具体的に、前記左側感知領域710と右側感知領域730は道路S上に投影されて、相対的に速度がはやい自転車や自動車の動きが感知され、前記中央感知領域720のうち前方感知領域7201は道路Sに投影されて、自動車の動きが感知され、下方感知領域7201は歩道Pに投影されて、歩いている人間やペットまたは速度が相対的に遅い自転車の動きが感知される。
【0128】
一方、
図7に示されたように、それぞれの感知領域は、複数の分割領域に分割される。モーションセンサー102は、それぞれの分割領域を通過する時のオブジェクトの大きさ及びオブジェクトの速度に基づいてオブジェクト種類を判別することができる。前記複数の分割領域は、上述したように複数の正の領域と負の領域を含む。
【0129】
例えば、前記左側感知領域710は、第1分割領域711(正の領域)及び第2分割領域712(負の領域)が繰り返されるパターンに分割される。そして、右側感知領域730は、第7分割領域731(正の領域)及び第8分割領域732(負の領域)が繰り返されるパターンに分割される。
【0130】
一方、中央感知領域720は、道路Sと歩道P(または自転車道路)を同時に感知するので、互いに異なるパターンが繰り返される分割領域を含むことができる。例えば、道路Sを感知する前方感知領域7201は、第3分割領域721(正の領域)及び第4分割領域722(負の領域)が繰り返されるパターンに分割される。そして、歩道Pを感知する下方感知領域7202は、第5分割領域723(正の領域)及び第6分割領域724(負の領域)が繰り返されるパターンに分割される。
【0131】
一方、歩道P(または自転車道路)を感知する領域である第5分割領域723及び第6分割領域724のそれぞれの大きさは、道路を感知する領域における第3分割領域721及び第4分割領域722の大きさより小さくてもよい。即ち、移動速度が遅い対象物体を感知する領域における分割領域の大きさは小さく形成され、移動速度がはやい対象物体を感知する領域における分割領域の大きさは相対的に大きく形成される。よって、歩道(または自転車道路)を感知する領域で人間や自転車は、道路で運行される車両より速度が遅いので、小さい大きさの分割領域を有することができる。
【0132】
制御部109は、前記モーションセンサー102と定義される前記第1赤外線センサー1021、第2赤外線センサー1022及び第3赤外線センサー1023に対応するそれぞれの感知領域で感知されるオブジェクトの動き情報に基づいて動くオブジェクト種類情報を獲得することができる。オブジェクト動き情報は、オブジェクトの大きさ情報、オブジェクト速度情報を含むことができ、オブジェクト種類は、車両、自転車、人間及びペットに分類することができる。
【0133】
制御部107は、獲得したオブジェクト動き情報及びオブジェクト種類情報を通信部101を介してコントロールサーバー200に伝送することができる。
【0134】
よって、照明装置130の周辺で動いているそれぞれのオブジェクトの種類及びそれぞれの大きさ及び速度に関する情報をコントロールサーバー200がコントロール装置300に提供することができる。
【0135】
本発明によれば、赤外線センサーと前記レンズカバー190の間に前記ディバイダ180が提供されることで、前記左側感知領域710(または右側感知領域730)と中央感知領域720の間に形成される感知不能地帯または死角の面積を最小化することができる。さらに、前記レンズカバー190に形成されるレンズアレイ191~193の配置及びそれぞれのレンズアレイを構成するフレネルレンズの形状及び大きさによって、速度が異なる対象物体の正確に感知することができる。
【0136】
前述した本発明は、プログラムが記録された媒体にコンピュータが読み込むことのできるコードとして具現することができる。コンピュータが読み込むことのできる媒体は、コンピュータシステムによって読み込むことのできるデータが貯蔵される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータが読み込むことのできる媒体の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Disk)、SDD(Silicon Disk Drive)、ROM、RAM、CD-ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ貯蔵装置等がある。
【0137】
(付記1)
地面または施設の床面に立てられる固定ポール、前記固定ポールから横方向に延長される固定アーム、または前記固定アームに設置される照明装置のうちいずれか1つに設置され、内部に多数のセンサーが設置される一体型スマートセンサー装置において、
前記一体型スマートセンサーは、
ベースと、
前記ベースの一面に置かれ、多数の電装部品が実装されるメイン基板と、
前記メイン基板の一面に置かれるセンサー基板と、
前記センサー基板に実装され、オブジェクトの動きを感知するための多数の赤外線センサーを含む赤外線センサーアセンブリーと、
前記ベースのエッジに結合され、前記メイン基板とセンサー基板を収容するハウジングと、
前記ハウジングの一側に結合され、背面に多数のレンズアレイが形成される半球状のレンズカバーと、
前記レンズカバーと前記赤外線センサーアセンブリーの間に配置され、前記多数のレンズアレイを通過する赤外線が前記多数の赤外線センサーに分かれて集光されるようにするする半球状のディバイダを含む、一体型スマートセンサー装置。
【0138】
(付記2)
前記多数の赤外線センサーは、
第2赤外線センサーと、
前記第2赤外線センサーの左側に位置する第1赤外線センサーと、
前記第2赤外線センサーの右側に位置する第3赤外線センサーを含み、
前記第1~第3赤外線センサーの中心を連結する線は、三角形を成し、
前記第1~第3赤外線センサーは、手動型赤外線センサーであることを特徴とする、付記1に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0139】
(付記3)
道路のエッジに沿って延長される垂直面は、第1垂直面と定義され、
前記第2赤外線センサーを通り、且つ前記第1垂直面と直交する垂直面は、第2垂直面と定義され、
道路のエッジから中央を向く方向は、前方と定義され、
前記第2赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記第2垂直面によって分割される領域は、中央感知領域と定義され、
前記第1赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の左側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、左側感知領域と定義され、
前記第3赤外線センサーによってオブジェクトが感知され、前記中央感知領域の右側に所定角度だけ離隔し、前記中央感知領域と前記第1垂直面の間に形成される領域は、右側感知領域と定義され、
前記第1~第3赤外線センサーによって前記左側感知領域と中央感知領域及び右側感知領域がそれぞれ感知されるように、前記第1~第3赤外線センサーの感知面は互いに異なる方向を向くように設置されることを特徴とする、付記2に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0140】
(付記4)
前記中央感知領域は、
前記第1垂直面の前方に定義される前方感知領域と、
前記前方感知領域の後方に定義される後方感知領域を含む、付記3に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0141】
(付記5)
前記第2赤外線センサーの感知面は、垂直下方及び/または前記第1垂直面から前方に所定角度傾斜する方向を向くことを特徴とする、付記4に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0142】
(付記6)
前記第1赤外線センサーの感知面は、前記左側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする、付記5に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0143】
(付記7)
前記第3赤外線センサーの感知面は、前記右側感知領域を向くように、前記センサー基板を通る垂直面から下側に所定角度(θ1)傾斜し、前記第1垂直面から前記第2垂直面を向いて所定角度(θ2)傾斜する方向を向くことを特徴とする、付記6に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0144】
(付記8)
前記ディバイダは、
前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第1赤外線センサーに集光されるようにガイドする第1ガイド溝と、
前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第2赤外線センサーに集光されるようにガイドする第2ガイド溝と、
前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線が前記第3赤外線センサーに集光されるようにガイドする第3ガイド溝を含み、
前記第1~第3ガイド溝は、前記ディバイダの円周方向に離隔して配置されることを特徴とする、付記7に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0145】
(付記9)
前記第1ガイド溝の底面には、前記第1赤外線センサーの感知面が位置する第1センサーホールが形成され、
前記第2ガイド溝の底面には、前記第2赤外線センサーの感知面が位置する第2センサーホールが形成され、
前記第3ガイド溝の底面には、前記第3赤外線センサーの感知面が位置する第3センサーホールが形成され、
前記第1~第3ガイド溝のそれぞれは、前記ディバイダの外周面から前記センサーホールに行くほど幅が狭くなる形態で陥没することを特徴とする、付記8に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0146】
(付記10)
前記レンズカバーの背面には多数のレンズアレイが形成され、
前記多数のレンズアレイのそれぞれは、多数のフレネルレンズパターンの集合からなることを特徴とする、付記9に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0147】
(付記11)
前記多数のレンズアレイは、
前記左側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第1赤外線センサーに集光させる第1レンズアレイと、
前記中央感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる第2レンズアレイと、
前記右側感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第3赤外線センサーに集光させる第3レンズアレイを含む、付記10に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0148】
(付記12)
前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンは同一であり、
前記第2レンズアレイを構成するフレネルレンズは、前記第1及び第3レンズアレイを構成するフレネルレンズのパターンと異なることを特徴とする、付記11に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0149】
(付記13)
前記第2レンズアレイは、円形のフレネルレンズの集合体であり、
前記第1及び第3レンズアレイは、前記第2レンズアレイを基準として対称する形状をなし、四角形形態に延長されるフレネルレンズの集合体であることを特徴とする、付記12に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0150】
(付記14)
前記第2レンズアレイは、
前記前方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線センサーに集光させる前方レンズアレイと、
前記下方感知領域にあるオブジェクトから放出される赤外線を前記第2赤外線に集光させる下方レンズアレイを含み、
前記前方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径は、前記下方レンズアレイを構成するフレネルレンズの直径より大きく形成されることを特徴とする、付記13に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0151】
(付記15)
前記第1~第3赤外線センサーを支持するセンサーブラケットをさらに含み、
前記センサーブラケットは、
前記第1赤外線センサーの安着面が形成される第1装着部と、
前記第2赤外線センサーの安着面が形成される第2装着部と、
前記第3赤外線センサーの安着面が形成される第3装着部を含み、
前記センサーブラケットの底面には、1つまたは多数のブラケット固定突起が突出することを特徴とする、付記1から14のいずれか一つに記載の一体型スマートセンサー装置。
【0152】
(付記16)
前記第1~第3装着部の安着面のそれぞれのエッジには一対のセンサー固定フックが延長され、安着面のそれぞれにはセンサー固定ホールが形成され、
前記センサー固定ホールの個数は、それぞれの装着部別に異なることを特徴とする、付記15に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0153】
(付記17)
前記多数のセンサーは、
周辺騒音を感知して騒音情報を生成する騒音センサーと、
前記固定ポールの設置位置と関連する測位情報を生成する測位センサーと、
周辺光束、輝度または照度を感知して光感知情報を生成する光センサーと、
前記固定ポールまたは前記照明装置の傾きまたは振動を感知して傾き情報または振動情報を生成する振動センサーのうち少なくとも1つをさらに含む、付記1から14のいずれか一つに記載の一体型スマートセンサー装置。
【0154】
(付記18)
少なくとも1つのコントロールサーバーと通信を行う通信部と、
前記オブジェクト動き情報に基づいてオブジェクト種類情報を獲得し、前記オブジェクト動き情報及び前記オブジェクト種類情報を前記通信部を介して前記コントロールサーバーに伝送する制御部をさらに含む、付記17に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0155】
(付記19)
前記制御部は、
前記騒音情報、前記位置情報、前記光感知情報、前記傾き情報または前記振動情報のうち少なくとも1つを前記通信部を介して前記少なくとも1つのコントロールサーバーに伝送することを特徴とする、付記18に記載の一体型スマートセンサー装置。
【0156】
(付記20)
コントロールインタフェースから前記制御部に伝送される制御命令に応じて作動が制御され、
前記コントロールインタフェースは、前記コントロールサーバーと有・無線で通信するコントロール装置から提供されることを特徴とする、付記19に記載の一体型スマートセンサー装置。
【国際調査報告】