KR101892287B1 - 자이로스코프에 의해 작동되는 led를 구비한 스마트 장갑 - Google Patents

자이로스코프에 의해 작동되는 led를 구비한 스마트 장갑 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑은, 장갑; 상기 장갑의 손등 부위에 장착되는 것으로서 복수개의 LED가 구비된 LED모듈; 상기 LED모듈의 일 측에 구비되어 상기 장갑의 기울기를 측정하는 자이로스코프를 포함한 센서부; 상기 자이로스코프를 통해 측정된 기울기에 따라 거수 신호를 판단하여 안내광(案內光) 역할을 하도록 상기 LED의 발광을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑{Smart Glove with LED Operated by Gyroscopes}
본 발명은 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자전거 등의 차량을 탑승한 사용자의 손에 착용하여 다른 차량을 탑승한 사용자에게 수신호 및 발광신호를 제공할 수 있으며, 동시에 장갑 자체에서 차량의 주행정보를 판단하여 자동으로 신호의 제공 여부를 결정할 수 있도록 한 스마트 장갑에 관한 것이다.
최근 레저산업의 발전으로 자전거나 보드, 미니 바이크 등 다양한 차량이 레저수단으로서 주목받고 있고, 또한 건강한 취미 활동으로서 그 관심도가 증가하고 있는 추세이다. 또한, 스마트폰의 보급율이 증가함에 따라 스마트폰을 차량에 거치한 후 스마트폰의 GPS를 활용하여 속도, 위치, 방향 등을 안내받을 수 있는 네비게이션 애플리케이션도 속속 개발되고 있다.
그러나, 이러한 차량을 탑승한 상태에서 스마트폰을 이용하기는 매우 어려운 실정이다. 별도로 스마트폰의 거치를 위한 거치대를 별도로 구비하여야 하고, 스마트폰을 거치대에 거치한다 하더라도 주행중에는 많은 진동이 발생되므로, 스마트폰의 안내 화면을 인식하기 위해서는 높은 주의를 기울여야 한다. 이렇든 차량의 주행 중 스마트폰의 안내를 받기 위해서는 작은 화면 내의 정보를 읽어들여야 하기 때문에 전방 주시를 태만히 할 수 있고, 따라서 크고 작은 안전 사고가 발생될 위험이 있다.
따라서, 일반적인 경우에는 이런 정보는 소리 등의 정보로만 제공받거나 혹은 단체로 주행하는 경우에는 선두에 위치한 리더급 사용자가 이 정보를 제공받아 수신호 등으로 안내하는 방법이 많이 사용되고 있다. 다만, 수신호 제공의 경우, 맑은날 직선으로 주행하는 경우에는 뒤따르는 사용자들이 이 수신호를 용이하게 확인할 수 있겠지만, 날씨가 흐리거나 저녁부터 새벽까지의 어두운 시간에는 수신호를 확인하기는 매우 어렵다. 이러한 문제점에 따라 수신호의 전달을 용이하게 하기 위해 LED나 야광수단이 부착된 장갑이 활용되고 있는데, 수신호를 보낼 때 장갑에 부착된 LED나 야광수단이 발광하면서 뒤따르는 사용자에게 신호 전달이 용이해지기 때문이다.
다만, 여기서 문제점은 차량의 주행 시 고르게 정돈된 노면에서만 주행하는 것이 아니기 때문에, 주행 중 흔들림 등에 의해 장갑이 함께 흔들리게 되면, 뒤따르는 사용자 입장에서는 이를 수신호로서 오해할 수 있는 여지가 많아 사용자간에 큰 동작으로 구성된 수신호를 약속하고 이를 사용하는 경우가 많았다. 물론 이만큼 리더 위치에 있는 사용자에게는 그만큼 수신호 전달 시 피로감을 느낄 수 밖에 없으며, 뒤따르는 사용자들의 경우에도 주행 환경에 따라 발생되는 오류신호와 실제 수신호를 구분하기 위해 피로감이 증가할 수 밖에 없는 실정이다.
이와 관련된 선행기술로서, 한국 등록특허 10-1706770호 ‘자전거용 스마트장갑’은 스마트폰의 주행 정보를 무선으로 입력받아 장갑의 손등에 가시적으로 표출하거나, 장갑 내부에서 진동으로 사용자에게 전달함으로써 시선을 전방으로 고정하여도 주행 정보를 인식할 수 있고, 심박수를 체크하여 소모된 칼로리를 계산함으로써 운동 효과를 즉석에서 확인할 수 있는 자전거용 스마트 장갑에 관한 것이다.
이러한 스마트 장갑은 스마트폰과 연동해야만 동작이 가능하다는 문제점을 갖는다.
다른 선행기술로서, 한국 공개특허 10-2007-0102833호 ‘점멸기능을 갖는 장갑’은 장갑을 착용한 상태에서 박수를 치면 박수를 치는 동작에 의해 장갑에 취부된 접촉스위치의 동작에 의해 박수를 치는 순간에 LED어레이가 점등되도록 하여 응원효과를 높일 수 있도록 하는 점멸기능을 갖는 장갑에 관한 것으로서, 손에 착용할 수 있도록 손의 모양으로 성형된 통상의 장갑(11)과; 상기 장갑(11)의 손등 부분에 고정된 전원수납부(12)와; 상기 전원수납부(12) 내에 고정되어 전력을 공급하는 전원(13)과; 발광수단으로서 상기 장갑(11)의 손등 부분에 고정되는 LED(14)와; 상기 장갑(11)의 손바닥 부분에 고정된 접촉스위치(15); 및 상기 전원(13)과 상기 LED(14)와 상기 접촉스위치(15)들을 서로 전기적으로 연결하는 전선(19);을 포함하여 이루어진 점멸기능을 갖는 장갑에 대해 서술하고 있다.
이러한 장갑 역시도 고르지 못한 노면상태 등에 의해 접촉스위치가 동작하는 오작동의 우려가 존재한다는 문제점을 갖는다.
따라서 자전거 등의 차량을 탑승한 사용자의 손에 착용하여 다른 차량을 탑승한 사용자에게 수신호 및 발광신호를 제공할 수 있으며, 동시에 장갑 자체에서 차량의 주행정보를 판단하여 자동으로 신호를 제공할 수 있도록 한 발광 안내기능을 구비한 스마트 장갑을 개발할 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 차량의 탑승자가 다른 탑승자에게 신호를 제공할 수 있도록 한 발광기능을 갖는 장갑을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 장갑 착용자의 신호 제공패턴을 학습하여 신호 제공패턴과 다른 패턴의 발생 시에는 임의로 발광기능이 발현되지 않도록 하는 구성을 제공 할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 장갑에 장착되는 LED모듈을 다층구조로 형성하여 장갑에 탈착 가능하게 장착될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, LED모듈에 땀이나 먼지 등이 닿지 않도록 임시 방수구조를 적용할 수 있도록 한 있는 구성을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑은, 장갑; 상기 장갑의 손등 부위에 장착되는 것으로서 복수개의 LED가 구비된 LED모듈; 상기 LED모듈의 일 측에 구비되어 상기 장갑의 기울기를 측정하는 자이로스코프를 포함한 센서부; 상기 자이로스코프를 통해 측정된 기울기에 따라 거수 신호를 판단하여 안내 광(案內光) 역할을 하도록 상기 LED의 발광을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 센서부는, 가속도 센서를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 자이로스코프에서 측정된 기울기와 상기 가속도 센서에서 측정된 가속도를 비교하여 상기 기울기를 보정하는 기울기 보정모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 컨트롤러는, 상기 자이로스코프와 상기 가속도 센서를 통해 상기 거수 신호 동작 시간대별로 변화하는 각 변화량을 복수 회수로 학습하여 시간대 별로 거수 신호의 각 범위를 설정하는 신호 학습모듈과, 상기 자이로스코프와 상기 가속도 센서를 통해 상기 거수 신호의 동작 시간 중 초기 시간에 사용자의 손목 스냅으로 발생된 각이 상기 초기 시간에서의 각 범위를 초과하는지 여부를 판단하는 가변상황 판단모듈 및, 상기 손목 스냅으로 발생된 각이 상기 각 범위를 초과 시, 상기 LED를 통해 상기 안내광과 다른 발광 및 조도로 가변광(可變光)을 출력 제어하는 가변 점등모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
덧붙여, 상기 센서부는, 주변 환경의 조도를 측정하는 조도센서를 구비하고, 상기 가변 점등모듈은, 상기 초기 시간동안 측정된 조도값의 고저와, 상기 초기 시간동안 측정된 상기 각과 상기 각 범위의 평균값 간의 차이에 대한 고저에 따라 상기 가변광의 출력 시간을 제어하는 점등 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑은,
1) 차량의 탑승자가 다른 탑승자에게 신호를 제공할 수 있도록 한 발광기능을 갖는 장갑을 제공하고,
2) 장갑 착용자의 신호 제공패턴을 학습하여 동일한 신호 제공패턴 발생 시에만 발광기능이 발현되도록 할 수 있는 구성을 제공하며,
3) 장갑에 장착되는 LED모듈을 다층구조로 형성하여 장갑에 탈착 가능하게 장착될 수 있는 구성을 제공하고,
4) LED모듈에 땀이나 먼지 등이 닿지 않도록 임시 방수구조를 적용할 수 있는 구성을 제공하도록 한다.
도 1은 본 발명의 스마트 장갑의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 컨트롤러 및 센서부의 구성을 도시한 개념도.
도 3은 거수 신호 동작 시 각을 비교하여 가변 상황을 판단하는 일 실시예를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 스마트 장갑에 구비되는 LED모듈의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 5는 본 발명의 스마트 장갑에 시트박스가 적용된 일 실시예를 도시한 개념도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 스마트 장갑의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
먼저, 도 1을 살펴보면, 본 발명의 스마트 장갑(100)은 착용자의 손에 착용하는 장갑(100)과, 장갑(100)의 손등 부위에 고정되어 발광하는 LED모듈(200), 장갑(100)의 일 측에 구비되어 장갑(100)의 기울기를 감지하고, 장갑(100)이 3차원 좌표(x,y,z축)에서 변동된 기울기를 측정하는 자이로스코프(301)가 구비된 센서부(300), 이 센서부(300)에서 측정된 각 축의 기울기 변화량에 따라 LED모듈(200)의 발광을 제어하여 안내 신호를 제공하기 위한 안내광(案內光)을 제공하는 컨트롤러(400)로 구성된다.
여기서 장갑(100)은 일반적으로 차량을 운전할 때 손에 착용할 수 있는 장갑(100)을 의미하되, 이 장갑(100)에서 손등부위에는 LED모듈(200)이 구비될 수 있다. 여기서 LED모듈(200)은 LED(211)와 기판 및 배터리 등을 포함하는 것이며, 따라서 이러한 LED모듈(200)을 장갑(100)에 부착하기 위해서는 장갑(100)의 손등 부위에 일정한 면적의 장착부(미도시)를 형성하거나 혹은 별도로 장갑(100)의 손등부위에 장착되는 띠나 패치와 같은 별도의 밴드 혹은 포켓(110) 등을 통해 장착될 수 있음은 물론이다.
더 나아가, 장갑(100)에 이러한 LED모듈(200)이 구비될 때에 고려되어야 할 점은 바로 방진 및 방수 기능을 갖추는 것이라 할 수 있다. 특히 아웃도어 레저용이나 주행용 등으로 활용되는 본 발명의 차량은 예를 들면 자동차나 버스, 트럭, 자전거, 오토바이, 킥보드 등 탑승 및 운전이 가능한 수단을 의미한다. 따라서 주행 중에 땀이나 먼지, 빗물 등에 오염될 우려가 존재하고 있음은 물론이다. 따라서 되도록이면 차량의 운전 시 착용하는 장갑(100)에서 장착부 또는 포켓(110)은 내부에 공간을 구비하는, 다시 말해 주머니와 같은 형태를 갖출 수 있어, 이 내부에 LED모듈(200)을 구비할 수 있도록 구성되는 것이 바람직한 구성이다.
또한, LED모듈(200)이 장착부 또는 포켓(110) 내부에 위치할 때에 LED(211)를 통해 발광된 광이 외부에서 보여질 수 있도록 장착부 또는 포켓(110)에서 외부로 노출된 부위인 외피에는 바람직하게는 투광성 재질로 이루어져 LED(211)의 광이 투과되어 외부로 보여질 수 있도록 식별구(112)가 구비되어야 함은 물론이다.
다음으로, 장갑(100)에는 자이로스코프(301)를 포함하는 센서부(300)가 구비될 수 있다. 여기서 자이로스코프(301)는 장갑(100)의 기울기를 측정할 수 있는 센서이며, 즉 장갑(100)을 착용자가 착용한 상태에서 손을 위아래로 움직이는 상황에서 이 자이로스코프(301)가 반응하여 장갑(100)의 기울기를 파악할 수 있게 된다.
이렇게 장갑(100)의 기울기가 파악되면, 장갑(100)이 특정한 변화가 발생된 경우 LED모듈(200)이 발광되도록 제어할 수 있는데, 이를 위해 컨트롤러(400)가 더 포함된다. 이 때, 센서부(300)와 컨트롤러(400)는 별도로 구비되는 것(물론 전기적인 연결을 갖춘 상태에서)을 기본으로 하나, 전기적인 구성인 만큼 하나의 기판에 두 구성이 함께 존재할 수도 있으며, 더 나아가 LED모듈(200)에 이 두 구성이 함께 구비될 수도 있음은 물론이다. 따라서 컨트롤러(400)와 센서부(300) 역시 바람직하게는 앞선 포켓(110) 내부에 LED모듈(200)과 함께 구비될 수 있도록 구성하는 것이 가장 바람직한 구성이라 할 수 있다.
앞서도 언급하였듯이 장갑(100)을 제외한 구성들은 모두 전자기기이기 때문에 물이나 땀과 같은 수분에 취약하다. 물론 땀이나 빗물과 같은 것은 장갑(100)에 닿았을 때 수건 등으로 훔쳐내면 그만이지만, 장갑(100)을 빨아야 할 때에는 물이 LED모듈(200) 등에 닿는 것을 피할 수 없게 된다. 이 때, LED모듈(200)(및 자이로스코프(301) 등의 기타 모든 전자 구성들)이 장갑(100)으로부터 탈착 가능한 구성을 갖도록 구성된다면 이러한 강제적인 수분이 닿는 작업에서 부득이하게 수분이 LED모듈(200) 등에 닿는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전자 구성들을 이 장착부 또는 포켓(110)과 탈착 가능하게 연결할 수 있는 별도의 커넥터(미도시)나 배선(미도시)을 장갑(100)에 더 구비할 수 있음은 물론이다.
스마트장갑(100)의 더욱 상세한 구성은 후술할 내용에서 다루도록 하고, 먼저 스마트 장갑(100)이 구동하는 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 컨트롤러 및 센서부의 구성을 도시한 개념도이다.
스마트 장갑(100)은 잘 정돈된 평지나 포장도로를 달리는 경우에는 착용자가 수신호를 보낼 때에 직접 LED모듈(200)을 on/off하여 사용할 수도 있으나, 긴박한 특수 상황에서 이를 다른 뒤따르는 탑승자들에게 안내하기 위해 수신호를 보내는 경우가 많으므로 이러한 수동 on/off방식은 신호전달에 있어 적합한 방법이 아니라고 할 수 있다. 따라서 기본적으로 장갑(100)에 내장된 자이로스코프(301)를 사용하여 착용자가 장갑(100)을 착용한 팔을 들어 올리는 등 장갑(100)의 기울기가 변경될 때에 맞추어 LED모듈(200)의 점등제어가 자동으로 이루어지도록 구성하는 것이 바람직하다.
먼저, 센서부(300)는 자이로스코프(301)를 통해 기울기를 측정한다.
자이로스코프(301)는 회전에 따른 기울기를 판단하는 기능을 제공하는데, 이 외에도 가속도 센서(302)를 더 활용하여 측정된 가속도를 활용함으로써 자이로스코프(301)에서 도출된 기울기를 보정할 수 있다. 이러한 원리는 자이로스코프(301)과 가속도 센서(302)의 보정관계를 자세하게 알아야 하는데, 이에 관하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.
자이로스코프(301)는 운동하는 물체의 기울기(각도)를 계측하는 센서로서, 회전하는 구(球)를 기준으로 생각해 볼 때, 구의 회전축은 일정하게 유지되려는 특징을 가지고 있다는 점에 주목할 필요가 있다. 또한 구의 회전축을 기준으로 하면, 기준 축에 대한 기울기를 알 수 있다. 즉, 자이로스코프(301)는 이러한 운동을 유지하고자 하는 성격을 이용하여 물체의 회전각도를 감지하는 센서를 의미한다. 따라서 이 자이로스코프(301)를 활용하여 상술한 회전축에 대해 어느 정도 기울어져 있는지를 알 수 있게 되는 것이다.
일정 속도로 운동하는 물체가 회전하게 되면 그 진행방향과 수직으로 힘이 발생하며, 이에 따라 진행방향 벡터와 합성된 벡터가 나타나게 된다. 따라서 이 합성벡터를 관측하면 각속도의 크기를 산출할 수 있게 된다.
또한, 하나의 자이로스코프(301)는 1축의 기울기를 측정하는 기능을 제공하는데, 이를 3개 사용하여 3차원적인 기울기 센서로 활용하는 것이 보편적이다. 즉, 3개의 자이로스코프(301)를 x,y,z축에 따라 배치하고, 이들 축의 회전 각속도를 측정한다. 여기서 x축의 회전을 롤(roll), y축의 회전을 피치(pitch), z축의 회전을 요(yaw)라고 한다.
여기서 일반적으로 움직이는 물체의 기울기를 측정하기 위해서는 자이로스코프(301)가 필요하고, 정적인 기울기를 측정하기 위해서는 가속도 센서(302)가 활용된다. 가속도 센서(302)의 단점은 중력 성분과는 별도로 운동에 따른 가속도를 측정값에 동시에 감지하기 때문에 운동이 정지하여 가속도가 중력의 영향을 받을 때기울기를 측정하는 센서로서 이용될 수 있다. 즉, 움직이며 회전하는 물체의 기울기 감지에는 적합하지 않다고 할 수 있다. 따라서, 동적인 물체의 기울기는 자이로스코프(301)로 측정하게 된다. 다만, 자이로스코프(301)역시도 온도나 외부 영향 등에 의해 계측되는 기울기에 오차가 발생하는 드리프트(drift)현상이 존재하므로, 이를 지속적으로 보정할 수 있는 보정수단을 구비한 상태에서 본래 물체의 기울기를 구할 수 있도록 구성해야 할 것이다.
가속도 센서(302)의 경우, 가만히 고정되어 움직이지 않는 상태라면 센서에 중력 가속도만 작용하고 있는 상태일 텐데, 이 중력 가속도를 x,y,z축의 3개 축 벡터로 나누어 수치로 그 크기를 표현한다. 그러나 이 가속도 센서(302)는 중력가속도 이외의 외력으로 발생된 가속도에도 매우 민감하게 반응하게 되는데 극단적인 예로서, 가속도 센서(302)가 자유낙하하는 경우, g가 0이 되면서 센서가 아무리 기울어지더라도 어떠한 값도 측정되지 않는다는 단점을 갖는다. 다만, 자이로스코프(301)와는 달리 시간이 지나도 오차가 누적되지는 않는다는 장점을 가지고 있다.
다시 말해 자이로스코프(301)는 특정 지점에서 다른 특정 지점으로 이동하는 벡터(vector)형태의 인지만 가능하고, 또한 x,y,z축의 변화를 통해 회전 및 회전율을 감지할 수 있다. 나아가 가속도 센서(302)는 움직이는 상태에서 곡선형태의 휘두르는 동작이나 꽈배기 형태의 움직임을 인지할 수 없지만 직선방향의 움직임이나 정지된 상태에서의 회전을 감지하는데 활용되기는 어렵다. 따라서, 이 둘을 동시에 활용하면 각 센서의 단점을 보완할 수 있어, 일반적으로 두 센서를 모두 구비한 상태에서 두 센서에서 측정되는 값을 통해 기울기를 보정하여 활용하는 것이 바람직하다.
이러한 보정에 활용되는 것을 상보(相補)필터(대표적으로 칼만 필터)라고 한다. 칼만 필터는 기본적으로 노이즈를 없애면서 동적인 변화를 도출할 수 있는 필터로서, 지정된 개수의 최근 측정값만으로 평균을 구하기 때문에 항상 일정한 수의 데이터를 사용하여 평균값을 도출한다. 이러한 방식은 데이터에서 노이즈를 제거하는 데 유용하며, 따라서 시간이 흐를수록 노이즈가 심해지는 자이로스코프(301)의 출력값을 보정하는 데 있어서 가속도 센서(302)의 측정값을 이득으로 활용하여 평균에 적용하는 것으로서, 데이터를 측정한 시간의 텀(term)을 길게 할수록 이 칼만 필터 방식을 통해 노이즈가 줄어들게 되어 보다 실제와 가까운 값을 측정할 수 있게 된다.
이러한 방식의 노이즈 제거를 통해 실제 측정하려는 신호의 특성만을 추출해낼 수 있는 것이며, 칼만 필터는 선형 및 비선형 해석에 모두 사용될 수 있어 다양한 신호처리분야에서 활용되고 있기 때문에 이러한 칼만 필터의 적용을 통해 자이로스코프(301)에서 측정되는 신호 중 오류 성분을 용이하게 제거해 낼 수 있음은 물론이다.
따라서 컨트롤러(300)에는 상기한 방식을 활용하여 자이로스코프(301)에서 측정된 기울기와 가속도 센서(302)를 통해 측정된 가속도를 비교하여 기울기를 보정하는 기울기 보정모듈(410)을 더 구비할 수 있게 된다.
또한 이러한 기울기의 보정을 통한 점등제어도 중요하지만, 안내광을 제공하는 기능 외에도 급정거나 급가속 갑작스러운 방향전환 등의 가변 상황 발생 시 이러한 갑작스러운 가변 상태를 뒤따르는 운전자에게 안내할 수 있는 가변 신호도 자동으로 출력될 수 있어야 할 것이다.
이 때, 주행 상황에서의 일반적인 거수 신호는 팔을 뻗어 후방에 위치한 다른 운전자에게 신호를 제공해야 하므로 z축을 따라 움직이기 보다는 x축과 y축을 따라 움직이는 신호를 보내는 경우가 많다. 예를 들면 팔을 들어 펄럭이거나 선서 자세와 같이 손등을 보이는 등의 신호 등이 이러한 예시로서 활용될 수 있다.
다만, 이렇게 착용자가 뒤따르는 운전자에게 지시를 내리기 위한 거수 신호 외에도 운전상황에서는 급정거나 급가속, 급커브 등과 같이 긴박한 상태변화도 뒤따르는 운전자들에게 알릴 필요성이 있으며, 이러한 것들은 착용자가 수동적으로 안내를 제공하기는 어렵기 때문에 되도록 장갑(100)에서 자동으로 이러한 상태를 파악하여 신호를 제공토록 하는 것이 중요하다.
이러한 경우에 가변상태를 판단하여 가변 신호를 제공하는 것은 다음의 과정을 거치게 된다. 이를 위해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 거수 신호 동작 시 각을 비교하여 가변 상황을 판단하는 일 실시예를 도시한 개념도이다.
먼저, 자이로스코프(301)와 가속도 센서(302)를 통해 거수 신호 시 동작 시간대별로 변화하는 각의 변화량인 각 변화량을 복수 회수로 학습하여 각 시간대 별로 거수 신호의 각 범위를 설정하는 신호 학습모듈(420)이 구비될 수 있다.
신호 학습모듈(420)의 역할은 거수 신호가 발생되는 경우에 자이로스코프(301)에서 측정된 기울기와 가속도 센서(302)에서 측정된 가속도를 기준으로 각 시간별로 각의 변화량을 학습하는 것인데, 운전자의 습관 등을 반영할 수 있도록 되도록 많은 회수로 거수 신호 동작을 파악함으로써 일반적인 주행상황에서의 각 변화량을 미리 학습하여 각 범위를 미리 학습할 수 있다. 여기도 마찬가지로 도면에서는 일 실시예로서, 어느 하나의 축에서 측정된 각 변화량을 도시하였으며, 따라서 실제로는 이러한 도면이 축마다 하나씩, 총 3개가 기본적으로 제공되게 된다.
여기서 문제는 앞서 설명한 가변 상황인데, 자전거를 예로 들면 일반적으로 자전거는 개인차가 심하기는 하지만 평지에서 시속 15~25km 정도의 속도로 주행하는 것으로 알려져 있다. 이 때, 보통 운전자는 자전거의 손잡이를 느슨하게 잡고 있게 된다. 다만, 자전거가 위험요인을 만나 급정거할 때에 운전자와 관련하여 측정된 측정값을 살펴보면 속도가 급격하게 감속하면서 다양한 파라미터가 변동된다.
나아가 운전자가 속도를 증가시키려는 경우에는 이와 반대로 속도가 급격하게 증가하면서 다양한 파라미터가 변동되는 것을 알 수 있다.
파라미터의 예로서 특정 방향으로의 가속도 급변, 관성에 의한 몸의 쏠림 등을 들 수 있다. 이러한 다양한 파라미터들을 통해 급변하는 상황을 판단할 수 있겠으나, 특히 이 중 장갑(100)이 측정할 수 있으면서도 상기한 가변 상황에 동일하게 변동될 수 있는 변경사항은 바로 손목의 스냅 변화라고 할 수 있다.
즉, 급정거나 급가속 등의 상황에서는 운전자가 손잡이를 느슨하게 잡았던 손에 힘을 주어 손잡이를 강하게 그립하게 된다. 일반적인 주행에서 손잡이를 강하게 움켜쥐거나 팔을 힘을 주어 뻗고 있지는 않기 때문에 급격하게 멈추기 위해 손잡이에 달린 브레이크를 잡는 동작이나 혹은 급격하게 속도를 증가시키기 위해 자전거의 방향전환을 방지하기 위해서는 자전거의 손잡이를 움켜 잡을 수 밖에 없으며, 따라서 상기한 상황에서 순간적으로 손목의 스냅이 발생하기 마련이다. 이러한 손목의 스냅을 활용하면 손목 스냅 발생 시 각의 변화를 기초로 가변 상황을 판단할 수 있음은 물론이다.
즉, 가변상황 판단모듈(430)은 자이로스코프(301)와 가속도 센서(302)를 통해 거수 신호의 동작 시간 중 초기 시간에 사용자의 손목 스냅으로 발생된 각이 초기 시간에서의 각 범위를 초과하는지 여부를 판단하는 구성이다.
특히 손목의 스냅 발생은 적어도 하나 이상의 축에서 급격한 기울기의 변화가 발생될 수 있는데, 예를 들어 팔과 손이 일정한 각도를 두고 편하게 위치하던 상태에서 순간적으로 핸들을 움켜쥐거나 브레이크를 잡기 위해서는 손목을 일자로 펼치게 되는데, 이 과정에서 장갑(100)에 장착된 자이로스코프(301) 및 가속도 센서(302)에서 측정되는 각의 급격한 변화가 발생하게 된다. 또한 이 외에도 손잡이를 잡는 습관이나 브레이크를 잡는 습관에 따라 다양한 형태로 손목을 굽힐 수 있기 때문에, 이러한 변화에서는 결국 상기한 센서에서 급격한 변화가 발생되는 것을 감지할 수 밖에 없다고 할 수 있다.
특히, 브레이크를 잡는 시간이 총 5초정도 걸린다고 하면, 이 중 가장 앞선 1초정도의 시간 동안에만 각 변화를 확인하게 되더라도 충분히 손목의 스냅이 급격하게 변화하는 시점을 판단할 수 있으며, 따라서 짧은 초기 시간 동안에 이것이 손목의 스냅에 의한 각 변화인지 혹은 거수 신호 동작에 의한 각 변화인지는 충분히 인지할 수 있게 됨은 물론이다.
나아가, 손목의 스냅이 발생하면 기존의 일반적인 주행에서 거수 신호 시 학습된 기울기의 범위를(최대값을) 초과하게 되며,(이 범위 내의 수준이라면 일반 주행에서도 나타날 수 있는 변화이기 때문에 비교적 안전한 상태라고 판단할 수 있다.) 이에 따라 손목 스냅으로 발생된 각이 각 범위를 초과한 것으로 판단된 경우에 LED(211)를 통해 안내광과 다른 발광 및 조도로 가변광을 출력 제어하는 가변 점등모듈(440)이 더 구비될 수 있다. 따라서 가변 상황이 발생한 경우에 LED를 통해 안내광과는 다른 발광이나 조도 혹은 색상으로 가변광을 출력하도록 제어할 수 있다. 여기서 가변광은 안내광과 함께 출력되거나 안내광과 번갈아가면서 출력되는 것도 가능하다.
다만, 상기한 가변 상황이 아니더라도 단순히 착용자가 팔을 회전시키거나 의미가 없는 복잡한 동작을 수행함으로서 손목의 스냅이 변화하는 것도 고려될 수 있다. 그러나 우선적으로 앞선 설명에서도 언급한 바와 같이 급정거 상황에서의 손목 스냅 변화는 초기 시간에서 측정된 각 변화량의 급격한 변화로 파악이 가능한 것이며, 일반적으로 착용자의 팔 회전이나 동작에 의해서는 이러한 초기 시간에서의 급격한 각 변화가 발생되기는 어렵다. 즉, 이 각 범위를 넘어서지 못하는 영향이라면 거수 신호 시 학습된 각 범위 이내에 잡히게 되므로, 일반 주행 시 발생하는 오류는 충분히 가변상황 판단모듈(430)을 통해 구분될 수 있음은 물론이다.
나아가, 이러한 위험신호는 뒤따르는 탑승자들에게 확실하게 인지가 가능하도록 표시되어야하는 바, 센서부(300)에는 주변 환경의 조도값을 측정하는 조도센서(303)가 더 포함되도록 구성하며, 나아가 가변 점등모듈(440)에는 초기 시간동안 측정된 조도값의 고저와, 초기 시간동안 측정된 각과 각 범위의 평균값 간의 차이에 대한 고저에 따라 가변광의 출력 시간을 제어하는 점등 제어부(441)를 더 구비할 수 있다.
즉, 점등 제어부(441)에서는 초기 시간동안 측정된 조도값의 고저와 각과 각 범위를 비교한 값의 고저에 따라 LED모듈(200)에서 가변광이 더 오랫동안 출력될 수 있도록 함으로써 뒤따르는 탑승자들이 이 가변광을 인지할 수 있는 충분한 시간동안 가변광을 제공하도록 구성할 수 있다.
다만, 마냥 가변광이 출력되는 시간만을 증가시킨다면 LED모듈 자체의 전력소모에 따른 영향을 무시할 수 없고, 다른 거수 신호 발생 시 안내광을 또 제공해야 하는 경우도 발생하기 때문에, 바람직하게는 지정된 규칙에 따라 일정 시간동안 가변광을 출력하도록 구성한다.
여기서 활용될 수 있는 규칙으로서 다음의 수학식이 사용될 수 있다.
수학식 1.
Figure 112018026517442-pat00001
여기서, afx는 초기 시간동안 측정된 x축의 각, afy는 초기 시간동안 측정된 y축의 각, afz는 초기 시간동안 측정된 z축의 각, aex는 초기 시간동안 x축의 각 범위의 평균 값, aey는 초기 시간동안 y축의 각 범위의 평균 값, aez는 초기 시간동안 z축의 각 범위의 평균 값을 의미한다.
수학식 2.
Figure 112018026517442-pat00002
여기서, l은 가변광의 출력 시간, al은 초기 시간동안 상기 조도센서에서 측정된 조도, C는 상수를 의미한다.
즉, 가변광의 출력 시간을 구할 때, 3차원의 각 축에서 초기 시간을 기준으로 측정된 각과 학습된 각 범위를 비교하되, 비교의 기준을 각 범위의 평균값으로 잡고, 이 평균값과의 차이를 활용한다. 여기서 각 범위에 미치지 못한 각 값은 0을 나타내도록 함으로써(3개 축 중 어느 하나의 각이 각 범위를 넘어서게 되면 이러한 수학식을 사용하여 가변광의 출력시간을 지정하게 되는데, 모든 축이 다 각 범위를 넘어서는 값을 갖지는 않을 수 있기 때문이다.) 이러한 값이 출력광의 출력시간에 영향을 미치지 않도록 한다.
나아가 조도센서(303)에서 측정된 조도는 시간 변화에 따라 다양한 곡선 함수가 나타나게 되며, 조도센서(303)의 민감도와, 밝기의 지속시간 등에 따라 부정확한 조도 측정값이 도출될 수 있다. 또한 여기서 조도는 일반적으로 칸델라 값이 측정되겠지만, 이 칸델라값을 그대로 사용하지는 않고, 되도록 조도센서(303)에서 최대로 측정할 수 있는 칸델라 값 대비 측정된 칸델라 값의 백분위를 조도로서 활용하는 것이 바람직하다.
그러나 이 측정값만을 활용하는 것으로 단순하게 출력 시간을 도출하기엔 무리가 있으며 따라서, tanh를 사용함으로써 곡선함수에서 접점을 도출함으로써 최종적으로 출력 시간을 구하도록 하여 보다 정확한 기준으로 가변광이 출력되는 시간을 지정토록 함으로써 탑승자가 이 가변광의 출력 시간 차이를 보는 것만으로도 가변상태를 용이하게 판단할 수 있도록 충분한 시간동안 가변광을 제공할 수 있게 되는 것이다.
예를 들어, 초기 시간동안 측정된 x축의 각이 10, y축의 각이 15, z축의 각이 40이라 하고, 초기 시간동안 x축의 각 범위의 평균값이 10, y축의 각 범위의 평균값이 15, z축의 각 범위의 평균 값이 10이라고 하면, afz값이 aez값과 비교하였을 때 약 30의 차이를 보이는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라 Sz는 30의 값을 갖게되고, 나머지 값은 평균값과 동일하므로 0의 값을 가지게 된다.
나아가 초기 시간동안 조도센서에서 측정된 조도가 100lx이다.(이 100lx는 한 낮의 가장 밝은 시간에 받을 수 있는 직사일광의 평균적인 조도값을 의미한다.) 본 예제에서는 가장 기본적인 연산방식인 이 lx값을 그대로 사용한다고 가정한다. 또한 기본적으로 본 장갑(100)에서 가변광의 출력 시간의 기본이 0.5초 이상 출력되기를 원한다고 가정하면, C값은 0.5가 된다.
이 때 가변광의 출력 시간은
Figure 112018026517442-pat00003
가 될 것이고, 이를 다시 연산해보면 약 1.5초 정도의 출력시간이 도출된다고 할 수 있다. 여기서 출력시간을 연산할 때에 가장 최종적으로는 tanh를 사용하기 때문에 연산된 값이 아무리 커지더라도 최대 1초정도의 텀 이내에서 조절될 것으로 예상할 수 있다. 즉, 상술한 예시에서도 확인할 수 있듯이 조도값이 큰 낮시간과 밤 시간의 차이가 발생할 수 있고, 각각의 축에서 측정된 값과 기준이 되는 각 범위의 평균값과 차이가 커질수록 출력 시간이 증가하게 되므로, 이미 충분히 밝아져 있는 낮 시간에 이 가변광을 알아볼 수 있는 충분한 조사시간을 제공함과 동시에 각 변화폭을 통해 위험 수준에 따라서도 출력시간이 증가하도록 하는 제어가 가능한 것이라 할 수 있다.
이러한 구성을 통해 컨트롤러(400)와 센서부(300)의 연계 제어를 활용한 자동 LED모듈(200)의 점등을 사용하여 신호 전달이 가능하면서도 동시에 주행 시 발생되는 LED모듈(200)의 오점등을 방지할 수 있는 구성에 대해 설명하였다. 다만, 이러한 발광 안내기능을 구비한 스마트 장갑(100)은 LED모듈(200)의 점등제어도 중요하지만, 야외에서 활용되는 만큼 장갑(100)을 제외한 다른 전자부품들의 안전한 활용을 위한 구성이 더 구비되어야 할 것이다.
이에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 스마트 장갑에 구비되는 LED모듈의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
LED모듈(200)은 제 1,2 기판(210, 220)이 순차적으로 적층 형성된 적층체로 구성되는 것으로서, 먼저 복수의 LED(211)가 구비된 제 1 기판(210)과, 이 제 1 기판(210)을 적층 지지하는 것으로서 LED(211)가 수용되는 중공부(221)와, 중공부(221)의 둘레면을 둘러싸도록 위치하는 것으로서 센서부(300)에서 특히 자이로스코프(301)가 구비된 둘레부(222)를 포함하는 제 2 기판(220)이 적층된 것으로 구성될 수 있다.
여기서 제 1 기판(210)에는 제 2 기판(220)의 중공부(221)에 해당하는 위치에 복수개의 LED(211)를 구비하도록 구성되는데, 따라서 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220)이 적층된 경우 제 1 기판(210)에 부착된 LED(211)가 제 2 기판(220)의 중공부(221)에 위치하여 빛을 상부로 조사할 수 있는 구조를 갖는다. 나아가 제 2 기판(220)에서 중공부(221)의 둘레에는 센서부(300) 중 특히 자이로스코프(301)가 내장된 둘레부(222)가 구비되어 LED(211)와 센서부(300)가 하나의 LED모듈(200)에 실장될 수 있음은 물론이다. 또한 제 1,2 기판(210,220)은 각각 전기적으로 연결되도록 구성되는 것이 바람직하며, 제 1,2 기판(210,220) 중 적어도 어느 하나에는 앞서 설명한 바와 같이 장갑(100)과 다시 전기적으로 연결되는 배선이나 커넥터 등 탈착 가능한 구성이 더 구비될 수 있음은 물론이다.
나아가 제 2 기판(220)은 다시 다음의 구성을 갖출 수 있다.
먼저, 둘레부(222)는 중공부(221)를 기준으로 이 중공부(221)의 주변을 둘러싼 폐곡면을 형성하는 것이라 하였는데, 여기에 추가로 전기적으로 절연 처리된 절연 장벽(225)을 상호 마주보는 영역에 각각 형성하여 상기 절연 장벽에 의해 전기적으로 각각 차폐된 제 1,2 둘레부(223, 224)로 구성될 수 있다.
즉, 제 1,2 둘레부(223, 224) 각각은 일종의 ‘ㄷ’형상을 갖게 되며 이 때 두 둘레부(223, 224)가 맞닿는 사이에 절연 장벽(225)를 두게 되는 것이다.
제 1 둘레부(223)에는 자이로스코프(301)가 구비되고, 제 2 둘레부(224)에는 가속도 센서(302)가 구비된다. 이러한 배치는 자이로스코프(301)와 가속도 센서(302)가 동일한 축 상에 위치하게 되어 두 센서간 보정을 위한 기준점을 잡기 쉬울 뿐만 아니라, 서로의 사이에 충분한 전기적 차폐를 이루고 있어 전자장에 의한 영향도 줄일 수 있는 집적방식의 높은 효율을 갖는 센서 구성을 갖출 수 있게 된다.
여기서 절연 장벽(225)은 앞선 내용에서도 언급하였듯이 제 1 둘레부(223)과 제 2 둘레부(224)를 연결하되, 둘 사이에 전기적인 영향이 미치지 않도록 하여 각 센서들의 측정 오류를 감소시키기 위한 구성이라 할 수 있으며, 특히 이 절연 장벽(225)의 경우 일반적으로 고무나 합성수지같은 것을 사용하기 때문에 제 1 둘레부(223)과 제 2 둘레부(224) 사이에서 완충 역할을 하는 구성으로서도 활용 가능하다.
그러므로 LED모듈은 제 1,2 기판(210,220)이 각각 순차적으로 적층되었을 뿐만 아니라 각 기판이 전기적으로 연결된 집약식 구성을 갖추게 된다.
도 5는 본 발명의 스마트 장갑에 시트박스가 적용된 일 실시예를 도시한 개념도이다.
보다 확실한 방수 구성으로서 시트박스(600)구성을 더 구비할 수도 있다. 즉, 장갑(100)의 손등 부위에는 포켓(110)이 구비될 수 있는데, 이 포켓(110)의 내부에는 LED모듈(200)이 장착되는 장착공간(111)이 구비될 수 있다.(이는 도면에 도시된 것 및 앞선 설명에서도 언급한 바와 같이 다양한 구성 및 구조로 적용될 수 있다.) 여기서 장착공간(111)은 LED모듈(200)이 장착되고도 공간이 더 남도록 구성되는 것이 바람직한데, 따라서 LED모듈(200)은 입구측에 장착되도록 구성하고, LED모듈(200)이 장착되고 남는 공간인 장착공간(111)의 내측에는 비닐 및 패드와 같은 감싸거나 둘러싸 방수처리가 가능한 시트(630)이 수용되는 시트 스토리지(610)와, 이 시트 스토리지(610)를 개폐하는 스토리지 커버(620)를 포함하는 시트박스(600)가 더 구비될 수 있다.
시트(630)는 LED모듈(200)을 감싸 방수처리가 가능한 것으로서, 단순한 비닐이나 코팅지로부터 내부에 LED모듈(200)이 담겨질 수 있는 공간을 구비한 백 등이 사용될 수도 있다. 이러한 시트(630)는 전자적 구성인 LED모듈(200)이 장갑(100)을 착용한 상태에서 빗물이나 땀 등의 수분으로부터 보호받을 수 있는 역할을 제공한다. 다만, 이러한 시트(630)도 일정한 수명을 가지고 있으므로 완전 방수처리하는 것 보다는 필요시에는 방수되도록 LED모듈(200)을 수용하여 사용하고, 일정 시간이 지나 수명이 다한 경우에 교체할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 장갑(100)의 세탁 등이 필요한 경우에는 시트(630)을 해제한 LED모듈(200)을 장갑(100)으로부터 해체한 상태로 세척할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 물론 이 경우 시트(630)는, 앞서 언급한 단자나 커넥터 등이 용이하게 결합될 수 있도록 LED모듈(200)의 일부 단자가 시트(630)로부터 인출되도록 구성된다거나 혹은 방수성능을 유지할 수 있는 수준에서 커넥터의 연결이 가능하도록 홈이 형성되는 구성도 갖출 수 있음은 물론이다.
이러한 시트(630)가 복수개가 수용되는 것으로서, 마치 지퍼백 포장이나 랩 포장과 같은 역할을 하는 시트 스토리지(610)와, 이 시트 스토리지(610)를 개폐하는 스토리지 커버(620)로 구성되는 시트박스(600)가 포켓(110)에서 LED모듈(200)이 장착된 주변 영역이자 장착공간(111)의 내측에 구비됨으로써, 착용자가 쉽게 시트박스(600)로부터 시트(630)를 뽑아 LED모듈(200)에 방수처리를 한 상태로 사용 가능하게 된다. 즉, LED모듈(200)을 장착공간(111)에 장착하기 이전에 시트(630)를 꺼내 LED모듈(200)을 둘러싸도록 한 후, LED모듈(200)을 장착공간(111)에 장착하기만 하면 별도의 추가 동작 없이도 방수처리된 LED모듈(200)을 활용할 수 있다.
나아가, 시트(630)는 일정 간격을 두고 폭 방향으로 형성된 절개선(631)을 포함하여 구성될 수 있는데, 이러한 절개선(631)은 착용자가 일정한 길이로 시트(630)를 인출하여 사용한 후에 시트(630)를 뜯어낼 때 이 절개선(631)을 통해 용이하게 시트(630)를 자를 수 있도록 하는 것이다.
시트(630)의 인출을 더욱 용이하게 하기 위해, 시트박스(600)에는 시트박스(600)의 내부공간에 수용되어 이 시트(630)를 인출처리하는 것으로서, 롤러(640) 축에 의해 회동 가능하도록 시트(630)를 와인딩 및 리와인딩 처리하는 롤러(640)와, 인출 슬릿(621)의 대응 부위에 형성된 것으로서, 롤러(640)를 보조하여 리와인딩작업을 수행하여 시트(630)를 정리하는 리와인더(650)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 앞선 구성과 같이 티슈 방식으로 시트박스(600)의 내부공간에 시트(630)을 쌓아 이를 한 장 씩 뽑아쓰도록 구성한다면 시간이 지날수록 시트(630)의 인출이 어렵고, 또한 손을 사용하여 한 장씩 인출하여야 하는데, 여러장이 겹쳐 인출되는 경우가 빈번하다.
이를 해결하기 위한 것으로서, 롤러(640)(와 리와인더(650))를 시트박스(600)에 적용하는 것이다. 즉, 롤러(640)를 통해 두루마리 휴지와 같이 시트(630)을 와인딩 처리한 상태에서 가장 끝의 시트(630)으로부터 순차적으로 인출 슬릿(621)을 통해 배출될 수 있는 구성을 제공한다. 물론 롤러(640)가 자체적으로 와인딩 및 리와인딩 기능을 갖출 수도 있겠으나, 리와인더(650) 구성을 더 구비토록 함으로써 동작의 분할도 가능함은 물론이다. 여기서 리와인더(650)는 태엽과 손잡이 등이 포함된 태엽장치를 통해 수동으로 시트(630)을 인출 슬릿(621) 쪽으로 밀어내는 구성이나 모터 및 스위치 등이 포함된 자동 모터 방식으로 시트(630)을 밀어내는 구성 등이 적용될 수 있으며, 이 외에도 공지된 다양한 리와인딩 가능한 구성이 적용 가능함은 물론이다.
따라서 착용자는 장갑(100)에 시트박스(600)를 적용함으로써, LED모듈(200)의 사용 시 이러한 시트(630)을 쉽게 교체하여 장갑(100)에 적용할 수 있으며, 또한 비를 너무 맞았거나 시트(630)이 파손되어 교체가 필요한 경우에도 단시간에 쉽게 교환할 수 있는 구조를 제공할 수 있게 된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능할 것이다.
100: 장갑 110: 포켓
111: 장착공간 112: 식별구
200: LED모듈 210: 제 1 기판
211: LED 220: 제 2 기판
221: 중공부 222: 둘레부
223: 제 1 둘레부 224: 제 2 둘레부
225: 절연 장벽 300: 센서부
301: 자이로스코프 302: 가속도 센서
303: 조도센서 400: 컨트롤러
410: 기울기 보정모듈 420: 신호 학습모듈
430: 가변상황 판단모듈 440: 가변 점등모듈
441: 점등 제어부 530: 각 범위
540: 손목 스냅으로 발생된 각 600: 시트박스
610: 시트 스토리지 620: 스토리지 커버
621: 슬릿 630: 시트
631: 절개선 640: 롤러
650: 리와인더

Claims (9)

  1. 자이로스코프에 의해 작동되는 LED를 구비한 스마트 장갑으로서,
    장갑;
    상기 장갑의 손등 부위에 장착되는 것으로서 복수의 LED가 구비된 LED모듈;
    상기 LED모듈의 일 측에 구비되어 상기 장갑의 기울기를 측정하는 자이로스코프와, 가속도 센서를 포함한 센서부;
    상기 자이로스코프를 통해 측정된 기울기에 따라 거수 신호를 판단하여 안내 광(案內光) 역할을 하도록 상기 LED의 발광을 제어하는 것으로,
    상기 자이로스코프에서 측정된 기울기와 상기 가속도 센서에서 측정된 가속도를 비교하여 상기 기울기를 보정하는 기울기 보정모듈 및, 상기 자이로스코프와 상기 가속도 센서를 통해 상기 거수 신호 동작 시간대별로 변화하는 각 변화량을 복수 회수로 학습하여 시간대 별로 거수 신호의 각 범위를 설정하는 신호 학습모듈과, 상기 자이로스코프와 상기 가속도 센서를 통해 상기 거수 신호의 동작 시간 중 초기 시간에 사용자의 손목 스냅으로 발생된 각이 상기 초기 시간에서의 각 범위를 초과하는지 여부를 판단하는 가변상황 판단모듈 및, 상기 손목 스냅으로 발생된 각이 상기 각 범위를 초과 시 상기 LED를 통해 상기 안내광과 다른 발광 및 조도로 가변광(可變光)을 출력 제어하는 가변 점등모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    주변 환경의 조도를 측정하는 조도센서를 구비하고,
    상기 가변 점등모듈은,
    상기 초기 시간동안 측정된 조도값의 고저와, 상기 초기 시간동안 측정된 상기 각과 상기 각 범위의 평균값 간의 차이에 대한 고저에 따라 상기 가변광의 출력 시간을 제어하는 점등 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 점등 제어부는,
    다음의 수학식 1 내지 2를 사용하여 상기 가변광의 출력 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
    수학식 1.
    Figure 112018026517442-pat00004

    (여기서, afx는 상기 초기 시간동안 측정된 x축의 각, afy는 상기 초기 시간동안 측정된 y축의 각, afz는 상기 초기 시간동안 측정된 z축의 각, aex는 상기 초기 시간동안 x축의 각 범위의 평균 값, aey는 상기 초기 시간동안 y축의 각 범위의 평균 값, aez는 상기 초기 시간동안 z축의 각 범위의 평균 값.)
    수학식 2.
    Figure 112018026517442-pat00005

    (여기서, l은 상기 가변광의 출력 시간, al은 상기 초기 시간동안 상기 조도센서에서 측정된 조도, C는 상수.)
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 LED모듈은,
    복수의 LED가 구비된 제 1 기판과,
    상기 제 1 기판 상에 전기적으로 연결된 상태에서 적층되는 것으로서 상기 LED가 수용되는 중공부와, 상기 중공부의 둘레면을 둘러싸도록 위치하는 것으로서 상기 자이로스코프가 구비된 둘레부를 포함하는 제 2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 기판의 둘레부는,
    전기적으로 절연 처리된 절연 장벽을 상호 마주보는 영역에 각각 형성하여 상기 절연 장벽에 의해 전기적으로 각각 차폐된 제 1,2 둘레부로 구성되되,
    상기 자이로스코프는 상기 제 1,2 둘레부 중 어느 하나에 구비되고,
    상기 제 1,2 둘레부 중 다른 하나에는 상기 장갑의 가속도를 측정하는 가속도 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 LED모듈은,
    상기 장갑의 손등 부위에 구비되어 내측에 상기 LED모듈이 장착되는 장착공간이 형성된 포켓에 장착되고,
    상기 장갑에는,
    상기 포켓의 외피에 구비되는 투명 재질의 식별구와,
    상기 장착공간의 일 측에 구비되는 것으로서 상기 LED모듈을 감싸 방수 처리하되 일정 간격을 두고 폭 방향으로 형성된 절개선을 구비한 시트가 수용되는 시트 스토리지 및, 상기 시트 스토리지를 개폐하는 스토리지 커버를 포함하는 시트박스가 구비되는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 시트는,
    일정 간격을 두고 폭 방향으로 형성된 절개선을 구비하고,
    상기 시트박스는
    상기 스토리지 커버에서 상기 시트의 폭에 대응되는 길이로 길이방향을 따라 절개된 슬릿과,
    상기 시트 스토리지의 내부공간에 수용되어 상기 시트를 상기 슬릿을 향해 인출하는 것으로서 롤러 축에 의해 회동 가능하도록 상기 시트를 와인딩 처리하는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는, 스마트 장갑.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130053882A (ko) * 2011-11-16 2013-05-24 삼성전자주식회사 자이로 센서 측정값 및 가속도 센서 측정값을 보정하는 단말기 및 그 제어 방법
KR101617157B1 (ko) * 2015-04-27 2016-05-12 주식회사 타바바 엘이디 안전 백팩
KR20170066727A (ko) * 2015-12-04 2017-06-15 강상우 장갑 컨트롤러 시스템

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