KR101338357B1 - 다기능 가로등 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 다기능 가로등 시스템은 시스템의 데이터를 모니터링 하고 제어하는 개인단말기; 개인단말기로부터 시스템작동 명령이거나 시스템의 작동을 제어하여 데이터를 수집전송하게 하는 CPU; CPU의 작동 제어에 따라 가로등을 점등하는 가로등 제어부; 하나 이상의 카메라를 사용하여 물체를 정확히 식별하도록 하는 혼합 미디어처리부와 혼합 미디어처리부로부터 데이터를 자체 메모리에 일정 기간 기억하도록 하고 압축하여 저장하고 무선통신부로부터 작동명령을 수신하여 시스템제어부에 전달하는 영상처리부들로 구성되는 카메라제어부; 영상처리된 데이터를 외부에서 모니터링 가능하도록 송수신하는 무선통신부와 솔라모듈에서 발전한 전원을 안정되게 밧데리에 충전하고 충전된 밧데리의 용량을 점검하고 시스템전원으로 사용 가능한지 판단하여 전원을 공급하는 전원부들로 구성하여 시스템을 독립적으로 작동시키는 것이 가능하고 물체의 식별을 더욱 명확히 하며 안정된 전원공급으로 시스템 작동의 안정성을 도모한다.

Description

다기능 가로등 시스템 {Multi-Function Street Lamp System}

본 발명은 다기능을 갖도록 구성된 가로등에 관한 것으로, 특히 태양광발전에 의한 충전 전원을 안정화시키고 야간카메라의 고정물체 및 이동물체의 식별력을 높여 통신 데이터의 신뢰성을 높인 다기능 가로등 시스템에 관한 것이다.

종래기술의 대표적인 것으로, 한국특허 제10-2011-0094773호(2011.08.24)에 CCTV영상 무선전송 및 PTZ 원격제어용 시스템이 게시되어있으며, 이 특허는 CCTV카메라에 의해 촬영된 영상이 수신장치에 의해 수신되어 뷰어서브장치로 전송되는 과정에서 별도의 전송망을 구비하지 않고 용이하게 데이터를 전송받을 수 있는 시스템으로, CCTV카메라에 의해 촬영된 영상데이터를 전송하고 상기 CCTV카메라가 회전/기울임/줌 (Pan/Tilt/Zoom)하도록 명령신호를 전송받는 감시장치와, 전송된 상기 영상데이터를 수신하는 영상수신장치와, 상기 영상수신장치에서 전송하는 영상데이터를 디스플레이하는 뷰어서브장치와, 상기 영상수신장치와 상기 뷰어서브장치 간의 데이터를 무선으로 송수신하기 위해 상기 영상수신장치와 상기 뷰어서브장치에 각각 설치되는 한 쌍의 송수신장치들로 구성되어 있다.

물론 이 장치는 본 발명에도 적용될 수 있으나 CCTV카메라 만으로는 물체의 식별이 어렵고 영상데이터의 정확도를 기대할 수 없었다. 또한 이 시스템은 야간에 보안등 기능에는 취약하다.

또 다른 대표적인 종래 기술로는, 한국특허 제10-2007-0769743호(2007.10.17)에 공개무선주파수 대역에서 동작하는 가로등부착형 무선감시카메라를 이용한 도로감시 및 생활방범용 사진데이터 운영시스템과 이를 이용한 운영방법이 개시되다. 이 특허는 일정간격 이격되어 형성된 다수개의 가로등에 설치되되 ISM주파수대역을 이용하여 사용자가 설정한 일정시간 간격으로 촬영된 도로감시 및 생활방범용 사진데이터 및 장치상태데이터와 응답신호를 송, 수신하며 다수개로 이루어진 무선감시카메라와, 다수개의 무선감시카메라에서 사용자가 설정한 일정시간 간격으로 촬영된 도로감시 및 생활방범용 사진데이터가 ISM주파수대역을 이용하여 송, 수신되어 저장되고 각각의 무선감시카메라로 제어데이터 및 응답신호를 송, 수신하며 일정지역에 따라 형성되는 지역서버와, 상기 지역서버와 인터넷망을 이용하여 연결되며, 상기 지역서버와 무선감시카메라를 전제적으로 제어하는 제어데이터를 송신하고, 그 제어데이터에 대한 응답신호를 수신받는 중앙서버와, 상기 중앙서버에 연결되며, 관리자가 상기 무선감시카메라와 지역서버의 상태를 관리하고 확인할 수 있도록 제어데이터를 생성시키는 관리자컴퓨터와, 상기 중앙서버와 인터넷망에 의해 연결되고, 상기 무선감시카메라에 의해 촬영되고 지역서버에 저장되는 도로감시 및 생활방범용 사진데이터를 중앙서버를 통해 검색하는 검색컴퓨터로 구성된다.

이 발명 또한 본 발명에 일부 적용가능하나, 무선감시카메라에 의해 촬영되는 도로상태데이터가 중앙서버 등에 의하여 직접관리되고 지역서버를 활용하는 등 시스템이 복잡하고, 보안등이 있다 하나 야간에 영상데이터 또한 감시물체를 식별할 정도의 정확도를 기대하기 어렵다.

이상의 내용에 비추어 야간에 물체의 식별도를 높이고 태양광발전전원의 공급전압을 안정화시키고 시스템의 상호 통신 및 지역의 상태를 감시 가능하다면 매우 바람직하다.

본 발명의 목적은 태양광발전에 의한 충전 전원을 안정화시키고 야간카메라의 고정물체 및 이동물체의 식별력을 높여 통신 데이터의 신뢰성을 높인 다기능 가로등 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 태양광발전 된 전원을 시스템전원으로 안정되게 사용하고 CCTV카메라와 적외선 카메라에 의한 식별력이 높은 데이터를 발생시키고 양방향 무선통신을 이용하여 수신된 데이터를 활용할 수 있게 한 다기능 가로등 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 다기능 가로등 시스템은 시스템의 데이터를 모니터링 하고 제어하는 개인단말기; 개인단말기로부터 시스템작동 명령이거나 시스템의 작동을 제어하여 데이터를 수집전송하게 하는 중앙제어장치(이후 CPU라 통칭함); CPU의 작동 제어에 따라 가로등을 점등하는 가로등 제어부; 하나 이상의 카메라를 사용하여 물체를 정확히 식별하도록 하는 혼합 미디어처리부와 혼합미디어처리부로부터 데이터를 자체 메모리에 일정 기간 기억하도록 하고 압축하여 저장하고 무선통신부로부터 작동명령을 수신하여 시스템제어부에 전달하는 영상처리부들로 구성되는 카메라제어부; 영상처리된 데이터를 외부 모니터링 가능 하도록 송수신하는 무선통신부와 솔라모듈에서 발전된 전원을 안정되게 밧데리에 충전하고 충전된 밧데리의 용량을 점검하고 시스템전원으로 사용가능 한지 판단하여 전원을 공급하는 전원부들로 구성된다.

카메라제어부는 CCTV카메라와 적외선카메라를 구비하여 이들로부터 영상데이터를 거리에 근거한 고정물체와 이동물체로 구분하여 처리하는 혼합미디어처리기와 이 혼합미디어처리기에 외부로부터 모니터링 명령신호를 전달하고 그로부터 작성된 데이터를 압축처리하는 MPEC2거나 MPEC로 구성시킨 영상처리부로 구성된다.

전원부는 역률교정부(이후 PFC라 통칭함)를 구비하여 펄스폭변조제어부(이후 PWM 제어부라 통칭함)의 제어에 따라 안정된 전원을 출력한다.

본 발명은 태양광발전 된 전원을 시스템전원으로 안정되게 사용하고 CCTV카메라와 적외선 카메라에 의한 식별력이 높은 데이터를 발생시키고 양방향 무선통신을 이용하여 수신된 데이터를 활용할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 가로등 시스템의 블록선도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 가로등 시스템의 작동을 개략적으로 나타낸 시스템의 플로우챠트이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전원부의 작동을 나타내는 플로우챠트이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라제어부의 작동을 나타내는 플로우챠트이다.

본 발명을 첨부 도면에 근거하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

도 1에 도시와 같이. 본 발명에 따른 다기능 가로등 시스템은 CPU(10)를 구비한다. 이 CPU(10)는 제1SD메모리(11)와 제2 SD메모리(12)를 구비하여 시스템프로그램을 저장하여 인출하고 작동중의 데이터를 관리하도록 저장하고 인출한다. 또한, 이 CPU(10)에는 USB단자(13)와 개인단말기단자(14)를 구비하여 외부에 데이터를 전송하고 모니터링 될 수 있다.

가로등 제어부(20)는 CPU(10)에 연결되어 그의 제어에 따라 제2 스위칭부(21)를 온 하므로 가로등 구동부(22)를 작동시키고 가로등 (23)의 점등 및 소등되게 한다.

카메라제어부(30)는 CPU(10)의 제1 스위칭부(35)의 온에 의하여 작동되며 두 대의 카메라 즉, CCTV카메라(31)와 적외선카메라(32)를 구비하여 주간 및 야간에 선택적으로 구동시키는 것이 가능하다. 이 CCTV카메라(31)와 적외선카메라(32)들로부터 각각의 화상데이터들이 멀티플렉서(33)를 경유하여 혼합 미디어처리부(34)에 입력된다. 이때 화상데이터는 카메라의 줌 기능을 이용한 데이터들이다.

그러므로 혼합 미디어처리부(34)는 입력된 거리에 근거한 고정물체와 이동물체로 구분하여 처리하여 영상처리부(37)에 입력하고 이후 기술되는 바와 같이 영상처리부(37)로부터 CCTV카메라(31) 및 적외선카메라(32)의 작동제어신호를 수신하고 그들을 작동제어한다.

영상처리부(37)는 혼합 미디어처리부(34)로 부터 데이터를 자체 메모리(36)에 일정 기간 실례를 들면 일주일정도 기억하도록 하고 압축하여 저장하고 무선통신부(40)로부터 작동명령을 수신하여 혼합 미디어처리부(34)에 전달 하므로 CPU(10)가 시스템제어를 하도록 한다. 여기서 영상 처리부(37)는 혼합미디어처리기(34)와 외부로부터 모니터링 데이터들을 압축처리하는 MPEC2거나 MPEC4로 구성된다.

무선통신부(40)는 와이파이 무선통신부로 구성되어서 인터넷에서 양방향통신이 가능하므로 그룹단위로 묶고 각각의 다기능 가로등 시스템을 모니터링 하고 작동제어 할 수 있음은 이 기술에 잘 알려져 있다.

전원부(50)는 본 발명의 원리에 따라 구성되며 태양광 발전하는 솔라모듈(60)을 구비한다. 솔라모듈(60)로부터 발전 된 전원은 잡음필터(51)를 거쳐 트랜스포머를 구비한 전압조정부(52)에 인가되어 소정AC 전원 실례를 들면 AC 250V정도 승압 된다. 이렇게 승압 된 전원은 AC/DC컨버터(53)에 인가되고 AC/DC컴버터(53)는 실례를 들면 40V의 직류전압을 출력하여 전압발생부(54)에 인가한다. 전압발생부(54)는 충전 전원(12V 또는 24V)으로 전압을 강하하고 밧데리(57)를 충전하는 충전부로 구성된다.

또한 이 전원부(50)는 PWM제어부(55)를 구비하여 전압발생부(54)의 작동을 제어하고 전압발생부의 이상을 감지하여 PFC(56)의 작동을 제어하여 입력전원을 정상으로 한다. 이 PFC(56)는 잡음필터(51)에 연결되어 입력 전원의 이상을 감지하거나 피크 전류를 감지하여 AC/DC컨버터(53)의 작동을 제어하거나 PWM제어부(55)로부터 제어신호에 따라 AC/DC컨버터(53)의 작동을 제어하므로 시스템에 안정한 전원이 시스템에 공급할 수 있게 한다.

이와 같은 구성의 다기능 가로등 시스템으로 구성시킨 메인제어보드(100)는 도 2에 도시와 같이 작동한다.

시스템이 온 되면, 단계(101)에서 날짜가 자동으로 입력되고 단계(102)에서는 밧데리사양을 입력한다. 이에 따라 단계(103)에서는 충전전압을 입력하여 충전여부를 확인하게 되고 단계(104)에서 출력선택을 하여 메인제어보드(100)에 명령한다.

이에 따라 단계(105)에서는 충전작동을 하게 하고 단계(106)에서 충전 여부를 판단한다. 충전이라 판단되면 단계(107)로 이전하여 밧데리에 충전을 계속하고 감시하게되고 만일 저전압으로 판단하면 메인제어보드(100)에 통보한다. 저전압상태가 계속되면 단계(108)에서 충전이상 상태를 개인단말기에 통보한다.

개인단말기는 시스템의 외부장치로써 단계(109)에서의 시스템 데이터를 저장한다. 단계(110)에서는 영상데이터는 물론 작동상태를 화면에 표시하고 단계(111)에서는 발전량을 저장하도록 한다.

메인제어보드(100)는 무선통신부(40)를 이용하여 와이파이존을 이용하여 단계(113)의 119요청을 하거나 모니터링데이터를 전송하고 단계(114)의 교통사고 등의 위급요청을 할 수 있다.

본 발명은 원할하고 독립적인 시스템작동을 하도록 하는데 단계(105)에서 충전이 시작되면 단계(121)로 이전하여 솔라모듈의 전압을 검출한다. 단계(122)에서 전압이 250V이상인가 를 판단하고 250V이상이면 단계(123)로 이전하여 AC/DC컨버터((53)를 작동시키고 250V이하라면 단계(122-1)에서 대기 상태로 된다.

단계(123)에서 AC/DC컨버터(53)가 작동된다면 단계(124)에서 PFC(56)의 잡음필터의 필터링 전압의 이상상태를 감지하여 피크전류를 조정하는 필터링 작동을 하도록 단계(123)로 이전하여 AC/DC컨버터(53)의 작동을 제어하고 동시에 단계(125)에서 전류제한 보호를 수행한다.

이후 단계(126)에서는 PWM제어를 하게 되고 이에 따라 단계(127), 단계(128)와 단계(129)를 동시에 수행하여 제1 스위칭부를 온하며, 제2 스위칭부 온하고 밧데리 전원을 충전하게 된다.

단계(129-1)에서는 작동중에 전원이상이 감시되고 확인된다면 단계(121)로 이전하게 되고 전원이상이 지속되면, 개인단말기(14)를 통하여 단계(113)의 위급요청을 하게 된다.

카메라제어부(30)가 단계(130)에서 작동되면, 단계(131)에서는 혼합미디어처리부(34)가 화상 캡쳐를 소정주기 실예를 들면 1분마다 하게 되고 단계(132)로 이전하여 화면상 중간 지점에 영상을 고정하여 거리계산을 하게 된다. 또 단계(133)에서는 주변사물을 반사파의 비율계산에 근거하여 위치를 계산한다. 동시에 단계(134)에서 주면 사물의 크기를 비교하여 물체를 식별하게 된다. 단계(135)에서는 카메라의 줌 작동을 이용하여 사물이 이동 확인될 때 2배 ~ 5배의 줌으로 얻어진 화상을 읽어들이게 되고 단계(136)에서는 이동물체를 확인하여 거리를 계산한다. 단계(137)에서는 단계(134)에서의 주변사물의 데이터와 이동물체의 데이터를 조합하여 시간, 이미지크기 등으로 저장한다. 이후 단계(138)에서는 데이터를 전송한다.

이상과 같이 본 발명은 다기능 가로등 시스템을 독립적으로 작동시키는 것이 가능하고 물체의 식별을 더욱 명확히 하므로 여러 대의 가로등 시스템을 묶어 지역단위로 필요에 따른 도로 보안감시, 위급상황감시, 교통량 감시거나 교통사고감시 등 여러 방면에 활용가능하다.

10: CPU
20: 가로등 제어부
30: 카메라 제어부
40: 무선통신부
50: 전원부

Claims (3)

1. 다기능 가로등 시스템에 있어서
   시스템의 데이터를 모니터링 하고 제어하는 개인단말기로부터 시스템의 작동명령에 따라 제1SD 및 제2SD 메모리로부터 시스템프로그램을 인출하고 시스템의 작동을 제어하여 데이터를 관리하고 수집한 데이터를 개인단말기에 전송하는 CPU;
   CPU의 작동 제어에 따라 제2 스위칭부가 온 되므로 가로등 구동부를 작동시켜 가로등을 점등하는 가로등 제어부;
   제1 스위칭부가 온 되므로 작동하고 CCTV카메라와 적외선 카메라를 구비하고 이 두 대의 카메라를 동시 및 각각 작동제어하여 얻어진 화상데이터들을 멀티플렉서를 경유하여 수신한 데이터에 근거하여 물체를 정확히 식별하는 혼합 미디어처리부와 혼합 미디어처리부로부터 데이터를 자체 메모리에 일정 기간 기억하도록 압축하여 저장하고 혼합 미디어처리부로부터 영상처리된 데이터를 외부 모니터링 가능하도록 송수신하는 무선통신부로부터 작동명령을 수신하여 혼합미디어 처리부로 전달하여 CPU가 시스템제어를 하도록 하는 영상처리부들로 구성되는 카메라제어부;
   PFC와 이 PFC가 입력오차신호를 교정하는 PWM 제어부를 구비하여 솔라모듈에서 발전된 전원을 잡음필터를 거처 트랜스포머를 구비한 전압조정부에 인가하여 일정전압으로 승압하고 이 승압된 전압전원을 AC/DC컨버터에 인가하여 직류전원을 발생시키고 이 전원을 전압발생부에 인가하여 출력되는 안정된 충전 전원으로 밧데리에 충전하고 충전된 밧데리의 용량을 점검하고 시스템전원으로 사용가능한지 판단하여 전원을 공급하는 전원부들로 구성한 것을 특징으로 하는 다기능 가로등 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서
   혼합미디어처리부는 CCTV카메라와 적외선카메라들로부터 화상데이터를 거리에 근거한 고정물체와 이동물체로 구분하도록 일정주기마다 화상을 캡쳐하고 화면 중간에 영상을 위치시켜 거리를 계산하고 주변사물과 크기를 비교하여 물체를 식별하며 카메라의 줌작동을 이용하여 이동물체의 거리를 계산하여 주변사물의 데이터와 이동물체의 데이터를 조합하여 시간, 이미지크기의 데이터를 저장하며, 영상처리부는 혼합미디어처리기에 외부로부터 모니터링 명령신호를 전달하고 그로부터 작성된 데이터를 압축처리하는 MPEC2 및 MPEC4중 어느하나로 구성시킨 영상처리부로 구성한 것을 특징으로 하는 다기능 가로등 시스템.
   
   
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