(57)【要約】本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システムは、自転車本体と、前記自転車本体の搭乗者に携帯され、前記自転車本体の位置情報に基づいて走行速度を測定するように前記自転車本体の位置情報を検知するためのＧＰＳモジュールが備えられた携帯用端末と、前記自転車本体の前方を照光するように前記自転車本体に配置され、前記自転車本体の走行速度の伝送を受けるように前記携帯用端末と通信可能に接続され、前記自転車本体の走行速度に応じて照射パターンが変更されるように形成された前照灯器具とを含む自転車の知能型前照灯システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自転車本体と、
前記自転車本体の搭乗者に携帯され、前記自転車本体の位置情報に基づいて走行速度を測定するように前記自転車本体の位置情報を検知するためのＧＰＳモジュールが備えられた携帯用端末と、
前記自転車本体の前方を照光するように前記自転車本体に配置され、前記携帯用端末と通信可能に接続され、前記自転車本体の走行速度に応じて照射パターンが変更されるように形成された前照灯器具と、
を含む自転車の知能型前照灯システム。
【請求項２】
前記前照灯器具は、前記自転車本体の走行速度に応じて選択的に作動する複数の前照灯を含み、
前記複数の前照灯は、前記自転車本体の走行速度範囲によって照射角度、照射距離、照射面積、照射形態、照度、又は照明色のうちの少なくとも何れか１つが互いに異なるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項３】
前記前照灯器具は、
前記自転車本体に脱着可能に固定された前照灯ハウジングと、
前記前照灯ハウジングの第１照光部に配置され、前記自転車本体の前方の遠距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が第１設定速度範囲に含まれると作動する第１前照灯と、
前記前照灯ハウジングの第２照光部に配置され、前記自転車本体の前方の中距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が前記第１設定速度範囲よりも低い第２設定速度範囲に含まれると作動する第２前照灯と、
前記前照灯ハウジングの第３照光部に配置され、前記自転車本体の前方の近距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が前記第２設定速度範囲よりも低い第３設定速度範囲に含まれると作動する第３前照灯と、
前記前照灯ハウジングの内部に配置され、前記自転車本体の走行速度に応じて算出された照射パターンを前記携帯用端末から伝送を受けて前記第１前照灯、前記第２前照灯、又は前記第３前照灯の作動を選択的に制御するように形成された前照灯制御モジュールと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項４】
前記前照灯制御モジュールは、前記自転車本体の走行速度に応じた照射パターンを受信するように前記携帯用端末と無線通信方式で接続された前照灯送受信部と、
前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯送受信部に電源を供給するように前記前照灯ハウジングの内部に配置された電源供給部と、
前記自転車本体の走行速度に応じて前記第１前照灯と前記第２前照灯及び前記第３前照灯に供給される電源を制御するように前記前照灯送受信部と前記電源供給部に接続された前照灯制御部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項５】
前記第１照光部は、前記第１前照灯の照明を前記自転車本体の前方へ案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の上部に形成され、
前記第２照光部は、前記第２前照灯の照明を前記第１前照灯よりも下側に向かって傾斜するように案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の中間部に形成され、
前記第３照光部は、前記第３前照灯の照明を前記第２前照灯よりも下側に向かって傾斜するように案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の下部に形成されることを特徴とする請求項３に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項６】
前記前照灯ハウジングには、前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯制御モジュールを空冷させるための放熱ホール部が形成され、
前記放熱ホール部は、前記前照灯ハウジングの前面部に空気を流入させた後、前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯制御モジュールを経て外部に排出する形状に形成されることを特徴とする請求項５に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項７】
前記携帯用端末には、前記前照灯器具の作動を操作するためのアプリケーションがインストールされ、
前記アプリケーションは前記走行速度範囲、前記照射角度、前記照射距離、前記照射面積、前記照射形態、前記照度、又は前記照明色のうちの少なくとも何れか１つを設定可能に形成されることを特徴とする請求項３に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項８】
前記携帯用端末は、前記前照灯器具と無線通信方式で接続されるための端末送受信部を更に備え、
前記前照灯器具は、前記端末送受信部との接続時に予め設定されたパターンで点灯した後、作動待機状態で動作し、前記端末送受信部との接続切断時にスリップ状態で動作することを特徴とする請求項７に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項９】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の旋回時に前記自転車本体の走行角速度を測定するためのジャイロセンサモジュールを更に備え、
前記前照灯器具は、前記自転車本体の走行角速度から算出された前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯を旋回させる前照灯旋回モジュールを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項１０】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の走行時に周辺の地図情報を提供するためのナビゲーションモジュールを更に備え、
前記前照灯器具は、前記自転車本体の地図情報から算出された前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯を旋回させる前照灯旋回モジュールを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項１１】
前記前照灯旋回モジュールは、
前記前照灯ハウジング又は前記前照灯のうちの少なくとも何れか１つを前記自転車本体の旋回方向に回転可能に支持するように前記前照灯ハウジング又は前記前照灯に形成された旋回支持部と、
前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯ハウジング又は前記前照灯のうちの少なくとも何れか１つを回転させるように前記旋回支持部に配置される旋回駆動部と、
備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項１２】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の速度変化を測定するための加速度センサモジュールを更に備え、
前記前照灯器具は、前記自転車本体の急減速時に周辺に警告するように前記前照灯を既に設定されている警告用の色で迅速に点滅させることを特徴とする請求項７に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【請求項１３】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の周辺照度を測定するための照度センサモジュールを更に備え、
前記前照灯器具は、前記自転車本体の周辺照度によって前記前照灯を自動的に点灯又は消灯させることを特徴とする請求項７に記載の自転車の知能型前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法に関し、より詳細には、携帯電話端末を用いて自転車の走行状況に応じて前照灯の作動を適切に調節でき、それにより前照灯の性能と安全性及び使用上の利便性を向上させることができる自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自転車とは人力によって車輪を回転させて動く二輪車を総称する移動手段を指す。前記のような自転車の種類は用途に応じてロードバイク、マウンテンバイク、シティバイク（生活自転車）、特殊自転車などに分けることができる。
【０００３】
近年は自転車が単なる移動手段としてのみ認識されるのではなく、生活体育と運動及びレジャーなどのように広く活用されている傾向にある。一例として、自転車を活用するライダー（ｒｉｄｅｒ）らは出勤／退勤時に自転車を活用したり、それだけでなく休日や余暇時間を利用して専門的なレジャー活動又は運動用として活用している。
【０００４】
特に、ライダーらは、平日の明け方や退勤後の夕方時間に自転車に乗る機会が増えている。前記のように暗い夜に自転車に乗る場合は、視野の確保が難しく、事故発生の危険性が増大するおそれがあるので、自転車に前照灯を設置しなければならない。
【０００５】
ところが、従来の前照灯は、素材の側面からは持続的に改善されてきたが、自転車の走行状況に応じて照明を能動的に制御する技術の側面からは相対的に改善が乏しい。
【０００６】
例えば、前照灯の素材はハロゲンランプからＨＩＤ（ｈｉｇｈ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプ、ＬＥＤランプへ部品が持続的に発展してきた。それに対し、従来の前照灯は自転車の前方の一定領域を単に照らす構造でのみ製作されており、それにより前照灯が照らす領域が非常に制限的であるため、自転車の夜間走行時に十分な安全性を確保し難い。これを解消するために、自転車に複数の前照灯を設置すれば、自転車の構造が全体的に複雑になり、それだけでなくバッテリの消耗も大幅に増大し、前照灯の管理が難しいという短所がある。
【０００７】
近年は自転車の前照灯に対する性能及び活用性を高めるために、多様な試みが進められている。例えば、下記の特許文献１（発明の名称：デュアルモードを適用した自転車用ライト装置、登録日：２０１５.０７.０１）には、自転車の走行中にＬＥＤのオン／オフ動作や明るさなどを自由に変更可能な技術が開示されている。また、下記の特許文献２（発明の名称：自転車の照明装置、登録日：２０１６.０７.０７）には、自転車の走行時に自転車の走行状態及び走行環境に合せて前方の視野を確保し、後方の他の自転車走行者又は車両から視認性を高めることができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０-１５３４６２３号
【特許文献２】韓国登録特許第１０-１６３９５３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、搭乗者が携帯している携帯用端末を用いて自転車の走行状況及び周辺環境を検知した後、その検知値によって前照灯の作動を最適化させることができる自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、携帯用端末の各種モジュールを活用して前照灯の作動を制御することによって、全体的な構造が単純なため多様な自転車に簡単に適用可能であり、低コストで実現が可能な自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法を提供する。
【００１１】
更に、本発明の更に他の目的は、自転車の走行速度、走行方向、地図情報、照度、急減速するか否かなどによって前照灯の照射パターンを適切に調節して前照灯の性能と安全性及び使用上の利便性を向上させることができる自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の別の目的は、携帯用端末にインストールされたアプリケーションを用いて前照灯の作動条件及び各種設定値を簡単に設定できる自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、自転車の本体と、前記自転車本体の搭乗者に携帯され、前記自転車本体の位置情報に基づいて走行速度を測定するように前記自転車本体の位置情報を検知するためのＧＰＳモジュールが備えられた携帯用端末と、前記自転車本体の前方を照光するように前記自転車本体に配置され、前記携帯用端末と通信可能に接続され、前記自転車本体の走行速度に応じて照射パターンが変更されるように形成された前照灯器具とを含む自転車の知能型前照灯システムを提供する。
【００１４】
従って、本実施形態では前記携帯用端末のＧＰＳモジュールにより測定される前記自転車本体の走行速度に応じて前記前照灯器具の照射パターンを適切に変更するので、前記前照灯器具が前記自転車本体の走行速度に最適化した照射パターンで照光を行って前記前照灯器具の照光性能を向上させることができ、それにより前記自転車本体の走行安全性及び前記前照灯器具の使用上の利便性を最大化させることができる。
【００１５】
一側面によれば、前記前照灯器具は、前記自転車本体の走行速度に応じて選択的に作動する複数の前照灯を含むことができる。前記複数の前照灯は、前記自転車本体の走行速度範囲によって照射角度、照射距離、照射面積、照射形態、照度、又は照明色のうちの少なくとも何れか１つが互いに異なるように設定されることができる。
【００１６】
一側面によれば、前記前照灯器具は、前記自転車本体に脱着可能に固定された前照灯ハウジングと、前記前照灯ハウジングの第１照光部に配置され、前記自転車本体の前方の遠距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が第１設定速度範囲に含まれると作動する第１前照灯と、前記前照灯ハウジングの第２照光部に配置され、前記自転車本体の前方の中距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が前記第１設定速度範囲よりも低い第２設定速度範囲に含まれると作動する第２前照灯と、前記前照灯ハウジングの第３照光部に配置され、前記自転車本体の前方の近距離領域を照光するように形成され、前記自転車本体の走行速度が前記第２設定速度範囲よりも低い第３設定速度範囲に含まれると作動する第３前照灯と、前記前照灯ハウジングの内部に配置され、前記自転車本体の走行速度に応じて算出された照射パターンを前記携帯用端末から伝送を受けて前記第１前照灯、前記第２前照灯、又は前記第３前照灯の作動を選択的に制御するように形成された前照灯制御モジュールとを含むことができる。
【００１７】
前記前照灯制御モジュールは、前記自転車本体の走行速度に応じた照射パターンを受信するように前記携帯用端末と無線通信方式で接続された前照灯送受信部と、前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯送受信部に電源を供給するように前記前照灯ハウジングの内部に配置された電源供給部と、前記自転車本体の走行速度に応じて前記第１前照灯と前記第２前照灯及び前記第３前照灯に供給される電源を制御するように前記前照灯送受信部と前記電源供給部に接続された前照灯制御部とを備えることができる。
【００１８】
前記第１照光部は、前記第１前照灯の照明を前記自転車本体の前方へ案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の上部に形成されることができる。前記第２照光部は、前記第２前照灯の照明を前記第１前照灯よりも下側に向かって傾斜するように案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の中間部に形成されることができる。前記第３照光部は、前記第３前照灯の照明を前記第２前照灯よりも下側に向かって傾斜するように案内するように前記前照灯ハウジングの前面部の下部に形成されることができる。
【００１９】
ここで、前記前照灯ハウジングには、前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯制御モジュールを空冷させるための放熱ホール部が形成されることができる。前記放熱ホール部は、前記前照灯ハウジングの前面部に空気を流入させた後、前記第１前照灯、前記第２前照灯、前記第３前照灯、及び前記前照灯制御モジュールを経て外部に排出する形状に形成されることができる。
【００２０】
一側面によれば、前記携帯用端末には、前記前照灯器具の作動を操作するためのアプリケーションがインストールされることができる。前記アプリケーションは前記走行速度範囲、前記照射角度、前記照射距離、前記照射面積、前記照射形態、前記照度、又は前記照明色のうちの少なくとも何れか１つを設定可能に形成されることができる。
【００２１】
前記携帯用端末は、前記前照灯器具と無線通信方式で接続されるための端末送受信部を更に備えることができる。前記前照灯器具は、前記端末送受信部との接続時に予め設定されたパターンで点灯した後、作動待機状態で動作でき、前記端末送受信部との接続切断時にスリップ状態で動作することができる。
【００２２】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の旋回時に前記自転車本体の走行角速度を測定するためのジャイロセンサモジュールを更に備えることができる。前記前照灯器具は、前記自転車本体の走行角速度から算出された前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯を旋回させる前照灯旋回モジュールを更に含むことができる。
【００２３】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の走行時に周辺の地図情報を提供するためのナビゲーションモジュールを更に備えることができる。前記前照灯器具は、前記自転車本体の地図情報から算出された前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯を旋回させる前照灯旋回モジュールを更に含むことができる。
【００２４】
ここで、前記前照灯旋回モジュールは、前記前照灯ハウジング又は前記前照灯のうちの少なくとも何れか１つを前記自転車本体の旋回方向に回転可能に支持するように前記前照灯ハウジング又は前記前照灯に形成された旋回支持部と、前記前照灯の旋回方向と旋回角度によって前記前照灯ハウジング又は前記前照灯のうちの少なくとも何れか１つを回転させるように前記旋回支持部に配置される旋回駆動部とを備えることができる。
【００２５】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の速度変化を測定するための加速度センサモジュールを更に備えることができる。前記前照灯器具は、前記自転車本体の急減速時に周辺に警告するように前記前照灯を既に設定されている警告用の色で迅速に点滅させることができる。
【００２６】
前記携帯用端末は、前記自転車本体の周辺照度を測定するための照度センサモジュールを更に備えることができる。前記前照灯器具は、前記自転車本体の周辺照度によって前記前照灯を自動的に点灯又は消灯させることができる。
【００２７】
本発明の他の側面によれば、自転車本体に装着された前照灯器具が搭乗者の携帯用端末と無線通信方式で接続される段階と、前記携帯用端末と前記前照灯器具の無線接続時に前記前照灯器具の前照灯を予め設定されたパターンで一定時間に点灯させた後、作動待機状態に進入する段階と、前記携帯用端末のアプリケーションを操作して前記前照灯器具の制御のための設定値を入力する段階と、前記携帯用端末のアプリケーションを操作して前記前照灯器具を作動させる段階と、前記携帯用端末が前記自転車本体の各種走行情報を測定して前記前照灯器具の照射パターンを算出する段階と、前記前照灯器具が前記携帯用端末から前記前照灯器具の照射パターンの伝達を受けて前記照射パターンに応じて照光する段階と、前記携帯用端末のアプリケーションを介して前記前照灯器具の作動を停止させた後、前記前照灯器具を作動待機状態に復帰させる段階と、前記携帯用端末と前記前照灯器具の無線接続が途切れると、前記前照灯器具が節電のためのスリップ状態に進入する段階とを含む知能型前照灯システムの制御方法を提供する。
【００２８】
一側面によれば、前記設定値を入力する段階では、前記アプリケーションを用いて前記自転車本体の設定速度範囲による前記前照灯器具の照射パターンを設定することができる。前記照射パターンを算出する段階では、前記携帯用端末のＧＰＳモジュールにより測定される前記自転車本体の現在走行速度を用いて前記前照灯器具の照射パターンを算出することができる。前記照射パターンに応じて照光する段階では、前記前照灯器具の前照灯のうち前記算出された照射パターンに合う前照灯を選択的に作動させることができる。
【００２９】
ここで、前記照射パターンを算出する段階では、前記ＧＰＳモジュールにより測定される前記自転車本体の走行速度をカルマンフィルタで補正して補正走行速度及び誤差共分散を算出でき、前記補正走行速度と前記誤差共分散を前記設定速度範囲と比較して前記前照灯器具の照射パターンを算出することができる。
【００３０】
そして、前記前照灯器具の照射パターンは、前記自転車本体の走行速度が速いほど狭くて遠く照射されるパターンで形成されることができ、前記自転車本体の走行速度が遅いほど広くて短く照射されるパターンで形成されることができる。
【００３１】
一側面によれば、前記設定値を入力する段階では、前記アプリケーションを用いて前記自転車本体の走行角速度に応じた前記前照灯器具の照射パターンを設定することができる。前記照射パターンを算出する段階では、前記携帯用端末のジャイロセンサモジュールにより測定される前記自転車本体の現在走行角速度を用いて前記前照灯器具の照射パターンを算出することができる。前記照射パターンに応じて照光する段階では、前記前照灯器具の前照灯を前記算出された照射パターンによって旋回させることができる。
【００３２】
一側面によれば、前記設定値を入力する段階では、前記アプリケーションを用いて前記自転車本体の周辺地図情報による前記前照灯器具の照射パターンを設定することができる。前記照射パターンを算出する段階では、前記携帯用端末のナビゲーションモジュールにより提供される前記自転車本体の現在地図情報を用いて前記前照灯器具の照射パターンを算出することができる。前記照射パターンに応じて照光する段階では、前記前照灯器具の前照灯を前記算出された旋回パターンによって旋回させることができる。
【００３３】
一側面によれば、前記設定値を入力する段階では、前記アプリケーションを用いて前記自転車本体が急減速するか否かを判別するための走行減速率及び前記自転車本体の急減速による前記前照灯器具の照射パターンを設定することができる。前記照射パターンを算出する段階では、前記携帯用端末の加速度センサモジュールにより測定される前記自転車本体の現在走行速度の変化を用いて前記自転車本体が急減速するか否かを算出できる。前記照射パターンに応じて照光する段階では、前記自転車本体が急減速状態であると判断されると、前記設定された照射パターンで前記前照灯器具の前照灯を作動させることができる。
【００３４】
一側面によれば、前記設定値を入力する段階では、前記アプリケーションを用いて前記自転車本体の周辺照度による前記前照灯器具の作動可否又は照射パターンを設定できる。前記照射パターンを算出する段階では、前記携帯用端末の照度センサモジュールにより測定される前記自転車本体の現在照度を用いて前記前照灯器具の作動可否及び照射パターンを算出することができる。前記照射パターンに応じて照光する段階では、前記自転車本体の現在照度によって前記前照灯器具を選択的に作動させ、前記前照灯器具の作動時に前記算出された照射パターンで前記前照灯器具の前照灯を作動させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法は、搭乗者の携帯用端末を用いて前照灯器具の作動及び照射パターンを制御するので、自転車本体の走行状況及び周辺環境に応じて前照灯器具を最適の方式で作動させることができる。従って、本実施形態では前照灯器具の性能と使用効果を更に向上させることができ、それにより自転車本体の走行時に安全性を更に高めることができるという効果を奏する。
【００３６】
また、本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法は、携帯用端末のＧＰＳモジュール、ジャイロセンサモジュール、加速度センサモジュール、ナビゲーションモジュール、照度センサモジュールなどといった各種モジュールを活用して自転車本体の走行状況及び周辺環境に関する情報を簡単に確保することができ、その各種モジュールの検知値をリアルタイムで分析して前照灯器具の作動状態及び照光性能を最適化させることができる。
【００３７】
更に、本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法は、携帯用端末にインストールされたアプリケーションを用いて搭乗者が前照灯器具の作動条件及び照射パターンを簡単に設定でき、それにより搭乗者の好みと習慣及び体型又は自転車本体の状態と道路構造などによって前照灯器具の作動パターン及び照射パターンを適切に提供できる。
【００３８】
また、本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法は、搭乗者の携帯用端末を活用して前照灯器具の作動を制御するので、前照灯器具の構造が単純になり、多様な種類の自転車本体に低コストで簡単に適用できる。
【００３９】
更に、本発明の実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム及びそのシステムの制御方法は、自転車本体の走行速度、走行方向、地図情報、周辺の照度、急減速するか否かなどによって前照灯器具の照射角度、照射距離、照射面積、照射形態、照度、照明色などを制御するので、前照灯器具の照明性能を向上させ、自転車本体の走行安全性及び使用上の利便性を最大化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る自転車の知能型前照灯システムが示された図である。
【図２】図１に示された知能型前照灯システムの制御構成を示す図である。
【図３】図１に示された知能型前照灯システムの前照灯器具を示す側面図である。
【図４】図１に示された知能型前照灯システムの前照灯器具を示す正面図である。
【図５】図１に示された知能型前照灯システムの前照灯器具を示す斜視図である。
【図６】図３と図４及び図５に示された前照灯器具の照射パターンを示す図である。
【図７】図３に示された前照灯器具の一部を切り欠いて示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る知能型前照灯システムの制御方法が示された図である。
【図９】図８に示された知能型前照灯システムの制御方法に用いられる携帯用端末のアプリケーション画面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は実施形態により制限又は限定されるものではない。各図面に示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム１００が示された図であり、図２は、図１に示された知能型前照灯システム１００の制御構成を示す図である。図３と図４及び図５は、図１に示された知能型前照灯システム１００の前照灯器具１３０を示す側面図と正面図及び斜視図である。図６は、図３と図４及び図５に示された前照灯器具１３０の照射パターンを示す図であり、図７は、図３に示された前照灯器具１３０の一部を切り欠いて示す図である。
【００４３】
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム１００は自転車本体１１０、携帯用端末１２０、及び前照灯器具１３０を含む。
【００４４】
自転車本体１１０は、搭乗者が乗って移動するための多様な種類の自転車を含むことができる。具体的に、本実施形態に係る自転車本体１１０は、前照灯器具１３０を設置して前方の照光を行うための全ての自転車を含むことができる。一方、本発明の一実施形態に係る知能型前照灯システム１００は、電動車椅子又は電動キックボードなどのように前照灯器具１３０が必要な他の移動手段にも適用されることができるが、以下、本実施形態では、前照灯器具１３０が自転車に設置されることに限定して説明する。
【００４５】
携帯用端末１２０は、携帯可能な形状に形成された端末装置であって、移動中に入力と操作が可能であり、有線通信と無線通信などを介して他の機器又は通信サーバに情報を伝達することができる。即ち、携帯用端末１２０は、最近の電子技術の発達に伴い、小さな大きさでより多様な機能を持つ傾向にあり、無線通信技術の発達に伴い、別途の接続線と接続端子がなくても他の機器と無線で接続可能である。以下、本実施形態では、自転車本体１１０の搭乗者が携帯用端末１２０を携帯しているものとして説明しているが、これに限定されるものではなく、携帯用端末１２０が自転車本体１１０に装着された構造で配置されることもできる。
【００４６】
例えば、携帯用端末１２０としては、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、 タブレットＰＣ、ノートブックなどが挙げられる。以下、本実施形態では説明の便宜上、携帯用端末１２０がスマートフォンであると説明する。前記のようなスマートフォンは、電話機能にインターネット通信と情報検索などのコンピュータ支援機能を追加した知能型端末であって、近年、広く普及して生活必需品として認識されている。スマートフォンはアンドロイド（Ａｎｄｒｏｉｄ）又はｉＯＳなどのような運営体制を備えており、ユーザの所望する多様な種類のアプリケーション（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）をインストールして多様な応用プログラムを活用できる。
【００４７】
図１及び図２に示すように、携帯用端末１２０は操作部１２１、表示部１２２、端末制御部１２３、端末送受信部１２４、ＧＰＳモジュール１２５、ジャイロセンサモジュール１２６、ナビゲーションモジュール１２７、加速度センサモジュール１２８、照度センサモジュール１２９を備えることができる。
【００４８】
操作部１２１は携帯用端末１２０に搭乗者の命令を入力するための構成であって、押圧ボタンやタッチスクリーンなどで形成されることができる。以下、本実施形態では、携帯用端末１２０の操作部１２１が押圧ボタンとタッチスクリーンを何れも含むものとして説明する。
【００４９】
表示部１２２は携帯用端末１２０の作動状態及び各種情報を搭乗者に表示するための構成であって、ディスプレイスパネルやＬＥＤランプなどで形成されることができる。以下、本実施形態では、携帯用端末１２０の表示部１２２がディスプレイスパネルを含み、そのディスプレイスパネル上にタッチスクリーンが配置されるものとして説明する。
【００５０】
端末制御部１２３は携帯用端末１２０の各種情報を分析するか、携帯用端末１２０の作動を制御するための構成であって、携帯用端末１２０の他の構成に信号伝達可能に接続されることができる。端末制御部１２３の一側には、携帯用端末１２０の作動制御に必要な各種情報及びアプリケーションのデータを格納するための端末格納部１２３ａが備えられることができる。
【００５１】
端末送受信部１２４は携帯用端末１２０の各種情報及び命令を前照灯器具１３０に送るための構成であって、有線通信方式又は無線通信方式のうちの少なくとも何れかの方法で前照灯器具１３０に接続されることができる。以下、本実施形態では、端末送受信部１２４が後述する前照灯器具１３０の前照灯送受信部１３６に無線通信方式で接続されるものとして説明する。一例として、端末送受信部１２４と前照灯送受信部１３６は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、又はビーコン（ｂｅａｃｏｎ）などのような近距離無線通信方式で接続されることができる。
【００５２】
ＧＰＳモジュール１２５は携帯用端末１２０の現在位置情報を検知するための構成であって、携帯用端末１２０の位置変化によって端末制御部１２３が自転車本体１１０の現在走行速度を算出できる。即ち、自転車本体１１０に搭乗した搭乗者が携帯用端末１２０を携帯しているので、携帯用端末１２０の位置は自転車本体１１０の位置と同一であり、これを用いて携帯用端末１２０の位置変化から自転車本体１１０の走行速度を計算できる。
【００５３】
ジャイロセンサモジュール１２６は自転車本体１１０の旋回時に携帯用端末１２０の角速度変化を検知するための構成であって、携帯用端末１２０の角速度変化によって端末制御部１２３が自転車本体１１０の現在走行角速度を算出できる。即ち、自転車本体１１０が特定方向に旋回する場合、携帯用端末１２０の角速度は自転車本体１１０の角速度と同一であり、これを用いて携帯用端末１２０の角速度変化から自転車本体１１０の走行角速度を計算できる。
【００５４】
ナビゲーションモジュール１２７は自転車本体１１０の走行時に携帯用端末１２０周辺の地図情報を提供するための構成であって、携帯用端末１２０の周辺地図情報によって端末制御部１２３が自転車本体１１０の走行方向を算出できる。即ち、携帯用端末１２０から提供される地図情報を分析して現在位置で自転車本体１１０の走行方向を予め計算できる。なお、ナビゲーションモジュール１２７は、現在位置に基づいて道案内を行うためにＧＰＳモジュール１２５と同一又は類似する構成を含むことができるが、本実施形態ではＧＰＳモジュール１２５とナビゲーションモジュール１２７が互いに異なる機能を行うために個別にインストールされたものとして説明する。
【００５５】
加速度センサモジュール１２８は自転車本体１１０の減速時に携帯用端末１２０の瞬間的な速度変化を測定するための構成であって、携帯用端末１２０の瞬間的な速度変化によって自転車本体１１０の瞬間的な速度変化を算出できる。即ち、自転車本体１１０が事故又は衝突の危険などにより急停止する場合、急減速する携帯用端末１２０の速度変化を分析して自転車本体１１０が急停止状態かを予め把握できる。
【００５６】
照度センサモジュール１２９は自転車本体１１０の走行時に携帯用端末１２０の周辺照度を測定するための構成であって、携帯用端末１２０の周辺照度によって自転車本体１１０の周辺照度を把握できる。即ち、搭乗者が携帯用端末１２０を携帯した状態で自転車本体１１０に搭乗するので、携帯用端末１２０の照度センサモジュール１２９に測定される照度は、自転車本体１１０の周辺照度と同一であり得る。
【００５７】
一方、端末制御部１２３は操作部１２１、ＧＰＳモジュール１２５、ジャイロセンサモジュール１２６、ナビゲーションモジュール１２７、加速度センサモジュール１２８、及び照度センサモジュール１２９に信号伝達可能に接続されることができる。従って、操作部１２１の入力情報、ＧＰＳモジュール１２５の位置情報、ジャイロセンサモジュール１２６の走行角速度情報、ナビゲーションモジュール１２７の地図情報、加速度センサモジュール１２８の速度変化情報、及び照度センサモジュール１２９の照度情報が端末制御部１２３に伝達されることができ、その伝達された情報に基づいて端末制御部１２３によって前照灯器具１３０の作動方式及び照射パターンが算出されることができる。
【００５８】
即ち、携帯用端末１２０は、自転車本体１１０の走行状況及び周辺環境を検知した後、それにより前照灯器具１３０の作動方式及び照射パターンを算出でき、このように算出された前照灯器具１３０の作動方式及び照射パターンは、端末送受信部１２４を介して前照灯送受信部１３６に送られることができる。前記とは異なり、携帯用端末１２０は自転車本体１１０の走行状況及び周辺環境を検知した後、その検知値のみを前照灯器具１３０に送ることも可能であり、この場合は前照灯器具１３０が携帯用端末１２０の検知値によって作動方式及び照射パターンを直接算出した後、それにより作動することが好ましい。以下、本実施形態では、携帯用端末１２０が前照灯器具１３０の作動方式及び照射パターンを算出して前照灯器具１３０に送るものとして説明する。
【００５９】
また、本実施形態の携帯用端末１２０には、前照灯器具１３０の作動を操作するためのアプリケーションがインストールされることができる。前記のようなアプリケーションは、前照灯器具１３０の作動を調節するために用いられるか、前照灯器具１３０を制御するのに必要な設定値を設定するために用いられることができる。即ち、本実施形態では、携帯用端末１２０のアプリケーションを介して自転車本体１１０の走行速度範囲、前照灯器具１３０の照射角度、照射距離、照射面積、照射形態、照度、又は照明色のうちの少なくとも何れか１つを設定できる。なお、図９には、本実施形態に係る携帯用端末１２０のアプリケーションに対する画面が示されており、前記アプリケーション及び携帯用端末１２０の操作部１２１によって前照灯器具１３０の作動を制御するための各種設定値を指定できる。
【００６０】
図１〜図７を参照すれば、前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の前方を照光するための装置である。前記のような前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の前方部に前方に向かって配置されることができる。ここで、前照灯器具１３０は、携帯用端末１２０から送られる各種情報の伝送を受けることができるように携帯用端末１２０と無線で通信可能に接続されることができる。そして、前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の走行状況及び周辺環境に応じて照射パターンが変更されることができる。
【００６１】
前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の走行速度に応じて選択的に作動する複数の前照灯１３２、１３３、１３４を含むことができる。前記のような複数の前照灯１３２、１３３、１３４は、自転車本体１１０の走行速度範囲によって照射角度、照射距離、照射面積、照射形態、照度、又は照明色のうちの少なくとも何れか１つが互いに異なるように設定されることができる。以下、本実施形態では説明の便宜上、前照灯１３２、１３３、１３４の個数が３個であると説明しているが、これに限定されるものではなく、知能型前照灯システム１００の設計条件及び状況に応じて多様な個数で形成されることができる。
【００６２】
例えば、前照灯器具１３０は前照灯ハウジング１３１、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５を含むことができる。
【００６３】
図３〜図７に示すように、前照灯ハウジング１３１は自転車本体１１０に脱着可能に固定されることができ、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５を内部に収納するように形成されることができる。例えば、前照灯ハウジング１３１は、ハウジング本体１４０及びハウジング固定部１４２を備えることができる。
【００６４】
ハウジング本体１４０は第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５を収納するようにボックス状に形成されることができる。ハウジング本体１４０の上面部には、前照灯制御モジュール１３５の交換及びメンテナンスのためのハウジングカバー１４０ａが脱着可能に配置されることができる。ハウジング本体１４０の前面部には、第１前照灯１３２が配置されるための第１照光部１３２ａ、第２前照灯１３３が配置されるための第２照光部１３３ａ、第３前照灯１３４が配置されるための第３照光部１３４ａが形成されることができる。
【００６５】
前記のような第１照光部１３２ａと第２照光部１３３ａ及び第３照光部１３４ａは、前照灯ハウジング１３１の前面部に一列に垂直に配置されることができる。しかし、これに限定されるものではなく、第１照光部１３２ａと第２照光部１３３ａ及び第３照光部１３４ａが前照灯ハウジング１３１の前面部に一列に水平に配置されるか、又は一列ではないジグザグ形状、多角形形状、円状などに配置されることもできる。
【００６６】
ここで、第１照光部１３２ａは、ハウジング本体１４０の前面部の上部に配置されることができ、第１前照灯１３２の照明を前方に水平に案内するように前照灯ハウジング１３１の前方に向かって水平にホール状に形成されることができる。そして、第２照光部１３３ａは、ハウジング本体１４０の前面部の中間部に配置されることができ、第２前照灯１３３の照明を第１前照灯１３２よりも下側に傾斜するように案内するように前照灯ハウジング１３１の前方下側に向かって傾斜するようにホール状に形成されることができる。また、第３照光部１３４ａは、ハウジング本体１４０の前面部の下部に配置されることができ、第３前照灯１３４の照明を第２前照灯１３３よりも下側に傾斜するように案内するように前照灯ハウジング１３１の前方下側に向かって傾斜するようにホール状に形成されることができる。
【００６７】
一方、前照灯ハウジング１３１には、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５を空冷させるための放熱ホール部１３１ａが形成されることができる。前記放熱ホール部１３１ａは、ハウジング本体１４０の前面部に空気を流入させた後、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５を経て外部に排出するように形成されることができる。即ち、放熱ホール部１３１ａの入口部は、第１照光部１３２ａ、第２照光部１３３ａ、第３照光部１３４ａの周辺を取り囲む形状に形成されることができ、放熱ホール部１３１ａの出口部は、前照灯制御モジュール１３５の後方に配置されることができる。そして、放熱ホール部１３１ａは、入口部に流入した外部空気を第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯制御モジュール１３５の外部に沿って流動させた後、出口部に案内するように形成されることができる。
【００６８】
ハウジング固定部１４２は、自転車本体１１０のフレームに装着固定されることができる。即ち、ハウジング固定部１４２は、状況に応じて自転車本体１１０のフレームに簡単に装着又は脱去させるための結束構造で形成されることができる。ハウジング固定部１４２は、自転車本体１１０のフレームに結束されるクリップ構造、クランピング構造、又は締結構造で形成されることができる。
【００６９】
ここで、ハウジング固定部１４２の上部とハウジング本体１４０の下部には、ハウジング本体１４０をハウジング固定部１４２に結合させるためのハウジング結合部１４４が形成されることができる。例えば、ハウジング結合部１４４は、ハウジング固定部１４２の上部に形成された結合溝部１４４ａ、及び結合溝部１４４ａにスライド結合構造で接続されるようにハウジング本体１４０の下部に形成された結合突起部１４４ｂを備えることができる。即ち、ハウジング固定部１４２は、自転車本体１１０のフレームに常に固定された状態で配置されることができ、ハウジング本体１４０は、自転車本体１１０の使用時にのみハウジング固定部１４２に装着させる方式で用いられることができる。従って、搭乗者が自転車本体１１０に乗らない場合には、ハウジング本体１４０をハウジング固定部１４２から分離して保管し、前照灯器具１３０の紛失を未然に防止できる。
【００７０】
図３、図４及び図６に示すように、第１前照灯１３２は、前照灯ハウジング１３１の第１照光部１３２ａに配置されることができる。第１前照灯１３２は、携帯用端末１２０から算出された自転車本体１１０の走行速度が第１設定速度範囲に含まれると選択的に作動し得る。
【００７１】
前記のような第１前照灯１３２は、自転車本体１１０の前方の遠距離領域Ａ１を照光するように形成されることができ、前方の遠距離領域Ａ１に細長く形成された照射パターンで水平に照光されることができる。
【００７２】
図３、図４及び図６に示すように、第２前照灯１３３は、前照灯ハウジング１３１の第２照光部１３３ａに配置されることができる。第２前照灯１３３は、携帯用端末１２０から算出された自転車本体１１０の走行速度が第１設定速度範囲よりも低い第２設定速度範囲に含まれると作動し得る。
【００７３】
前記のような第２前照灯１３３は、自転車本体１１０の前方の中距離領域Ａ２を照光するように形成されることができ、前方の中距離領域Ａ２に前方の遠距離領域Ａ１よりも短く、かつ広く形成された照射パターンで第１前照灯１３２よりも下側に向かって傾斜するように照光されることができる。
【００７４】
図３、図４及び図６に示すように、第３前照灯１３４は、前照灯ハウジング１３１の第３照光部１３４ａに配置されることができる。第３前照灯１３４は、携帯用端末１２０から算出された自転車本体１１０の走行速度が第２設定速度範囲よりも低い第３設定速度範囲に含まれると作動し得る。
【００７５】
前記のような第３前照灯１３４は、自転車本体１１０の前方の近距離領域Ａ３を照光するように形成されることができ、前方の近距離領域Ａ３に前方の中距離領域Ａ２よりも短く、かつ広く形成された照射パターンで第２前照灯１３３よりも下側に向かって傾斜するように照光されることができる。
【００７６】
一方、第１前照灯１３２と第２前照灯１３３及び第３前照灯１３４の前方には、照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂが配置されることができる。照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂは、第１前照灯１３２と第２前照灯１３３及び第３前照灯１３４を外部の異物や衝撃から保護すると共に、照明の色又は形態などを形成するための構成である。即ち、照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂは、照明の透過が可能なように透明体で形成されることができ、外部の衝撃により容易に破損しない材質で形成されることができる。また、照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂは、必要に応じて凹レンズ又は凸レンズで形成されるか、又は特定文様が表面に印刷されることもできる。
【００７７】
前記のような照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂは、第１照光部１３２ａと第２照光部１３３ａ及び第３照光部１３４ａに交換可能に配置されるか、又は第１前照灯１３２と第２前照灯１３３及び第３前照灯１３４の前面に交換可能に配置されることができる。以下、本実施形態では、照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂが第１前照灯１３２と第２前照灯１３３及び第３前照灯１３４の前面に配置されて必要に応じて交換されるものとして説明しているが、これに限定されるものではなく、照明フィルタ１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂの配置構造は多様に変形され得る。
【００７８】
図２及び図３を参照すれば、前照灯制御モジュール１３５は、自転車本体１１０の走行状況及び周辺環境に応じて携帯用端末１２０から送られる作動命令及び照射パターンによって第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４の作動を選択的に制御するように形成されることができる。前照灯制御モジュール１３５は、前照灯ハウジング１３１のハウジング本体１４０の内部に配置されることができる。
【００７９】
例えば、前照灯制御モジュール１３５は前照灯送受信部１３６、電源供給部１３７、及び前照灯制御部１３８を備えることができる。
【００８０】
前照灯送受信部１３６は、携帯用端末１２０の端末送受信部１２４と無線通信方式で接続されることができる。前照灯送受信部１３６は、携帯用端末１２０の端末送受信部１２４から自転車本体１１０の走行状況と周辺環境、作動命令、及び照射パターンなどが受信されることができる。一例として、前照灯送受信部１３６は自転車本体１１０の走行速度、走行角速度、周辺地図情報、走行方向、周辺照度、又は急停止するか否かなどに関する情報を受信することができる。
【００８１】
電源供給部１３７は、前照灯ハウジング１３１のハウジング本体１４０の内部に配置されることができる。ハウジング本体１４０のハウジングカバー１４０ａを分離すれば、電源供給部１３７の交換及びメンテナンスが可能であり得る。前記のような電源供給部１３７は、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、前照灯送受信部１３６、及び前照灯制御部１３８に電源を選択的に供給するように形成されることができる。本実施形態では、電源供給部１３７が再充電の後、再び使用可能な充電用バッテリであると説明しているが、これに限定されるものではなく、多様な変形が可能である。
【００８２】
前照灯制御部１３８は前照灯送受信部１３６、第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び後述する前照灯旋回モジュール１５０に信号伝達が可能に接続されることができる。前照灯制御部１３８は、携帯用端末１２０から受信した作動命令及び照射パターンによって第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４、及び前照灯旋回モジュール１５０に供給される電源を制御できる。前記のような前照灯制御部１３８の一側には、前照灯器具１３０の作動制御に必要な各種情報及びデータを格納するための前照灯格納部１３８ａが備えられることができる。
【００８３】
図２及び図７を参照すれば、本実施形態に係る前照灯器具１３０は第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４を旋回させるための前照灯旋回モジュール１５０を更に含むことができる。前照灯旋回モジュール１５０は、携帯用端末１２０で算出された前照灯の旋回方向及び旋回角度によって第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、又は第３前照灯１３４の照射方向を旋回させることができる。このとき、前照灯旋回モジュール１５０は第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、又は第３前照灯１３４のうちの少なくとも１つを旋回させるように形成されることができる。
【００８４】
以下、本実施形態では、前照灯旋回モジュール１５０が前照灯器具１３０のハウジング固定部１４２に備えられ、ハウジング本体１４０が全体的に旋回する構造として説明する。しかし、これに限定されるものではなく、前照灯旋回モジュール１５０が第１前照灯１３２と第２前照灯１３３及び第３前照灯１３４にそれぞれ設置されて第１前照灯１３２、第２前照灯１３３、第３前照灯１３４の旋回作動が個別に行われることもできる。
【００８５】
例えば、前照灯旋回モジュール１５０は、旋回支持部１５２及び旋回駆動部１５４を備えることができる。旋回支持部１５２は、ハウジング本体１４０を自転車本体１１０の旋回方向に回転可能にハウジング固定部１４２に形成されることができる。旋回駆動部１５４は、前照灯ハウジングのハウジング本体１４０を旋回方向と旋回角度によって旋回支持部１５２を中心に旋回させるように旋回支持部１５２に配置されることができる。
【００８６】
旋回支持部１５２は、ハウジング固定部１４２の上部と下部との間に形成されることができる。即ち、ハウジング固定部１４２の上部には、ハウジング本体１４０の結合突起部１４４ｂと結合されるための結合溝部１４４ａが形成されることができ、ハウジング固定部１４２の下部には、自転車本体１１０のフレームに固定される結束構造が形成されることができる。前記のようにハウジング固定部１４２の上部と下部は、互いに分離された構造で形成されることができ、旋回支持部１５２は、ハウジング固定部１４２の上部をハウジング固定部１４２の下部に回転可能に接続させるようにハウジング固定部１４２の上部と下部との間に形成されることができる。
【００８７】
一例として、本実施形態では、旋回支持部１５２がハウジング固定部１４２の下部上面に円状又は弧状に形成された旋回溝１５６、及びハウジング固定部１４２の上部下面に旋回溝１５６にスライド可能に挿入された旋回突起１５８を含むことができる。このとき、旋回支持部１５２又はハウジング固定部１４２のうちの何れか１つには、ハウジング固定部１４２の上部と下部が任意に離脱しないようにハウジング固定部１４２の上部と下部を回転可能に接続させるための接続構造が備えられることができる。例えば、旋回突起１５８には、旋回突起１５８が旋回溝１５６から離脱する方向と交差する方向に突出した係止突起１５８ａが形成されることができ、旋回溝１５６には、旋回突起１５８の係止突起１５８ａが係止されるように係止段１５６ａが段差を有して形成されることができる。
【００８８】
旋回駆動部１５４は、旋回支持部１５２に配置される電動モータを含むことができる。例えば、電動モータは、ハウジング固定部１４２の下部に設置されることができ、電動モータの回転軸は、ハウジング固定部１４２の上部の回転中心に接続されることができる。従って、旋回駆動部１５４が駆動すると、ハウジング固定部１４２の下部は固定された状態であり、ハウジング固定部１４２の上部は、旋回駆動部１５４により旋回されることができ、ハウジング本体１４０もハウジング固定部１４２の上部と共に旋回されることができる。
【００８９】
前記のように構成された本発明の一実施形態に係る自転車の知能型前照灯システム１００の制御方法及び作用効果を詳察すると、以下の通りである。
【００９０】
図８は、本発明の一実施形態に係る知能型前照灯システム１００の制御方法が示された図であり、図９は、図８に示された知能型前照灯システム１００の制御方法に用いられる携帯用端末１２０のアプリケーション画面を示す図である。
【００９１】
図８を参照すれば、本発明の一実施形態に係る知能型前照灯システム１００の制御方法は、自転車本体１１０に装着された前照灯器具１３０が搭乗者の携帯用端末１２０と無線通信方式で接続される段階（Ｓ１００）と、携帯用端末１２０と前照灯器具１３０の無線接続時に前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を予め設定されたパターンで一定時間に点灯させた後、作動待機状態に進入する段階（Ｓ１０１、Ｓ１０２）と、携帯用端末１２０のアプリケーションを操作して前照灯器具１３０の制御のための設定値を入力する段階（Ｓ１０３）と、携帯用端末１２０のアプリケーションを操作して前照灯器具１３０を作動させる段階（Ｓ１０４）と、携帯用端末１２０が自転車本体１１０の各種走行情報を測定して前照灯器具１３０の照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）と、前照灯器具１３０が前照灯器具１３０の照射パターンを携帯用端末１２０から伝達を受けて前照灯器具１３０の照射パターンに応じて照光する段階（Ｓ１０７）と、携帯用端末１２０のアプリケーションを介して前照灯器具１３０の作動を停止させた後、前照灯器具１３０を作動待機状態に復帰させる段階（Ｓ１０８、Ｓ１０９）と、携帯用端末１２０と前照灯器具１３０の無線接続が途切れると、前照灯器具１３０が節電のためのスリップ状態に進入する段階（Ｓ１１０、Ｓ１１１）とを含む。
【００９２】
前照灯器具１３０と携帯用端末１２０が無線通信方式で接続される段階（Ｓ１００）では、前照灯器具１３０の前照灯送受信部１３６及び携帯用端末１２０の端末送受信部１２４がブルートゥースのような近距離無線通信方式で信号を伝達できるように接続される。従って、前照灯器具１３０と携帯用端末１２０は、近距離無線通信方式によって所定距離に互いに近づくと、自動的に無線接続される。
【００９３】
図９に示すように、携帯用端末１２０のアプリケーションは図９の（ｂ）のように非活性化した状態で「ＯＮ」をタッチすると、図９の（ｃ）のように活性化して前照灯器具１３０と携帯用端末１２０が互いに無線接続される。即ち、携帯用端末１２０のアプリケーションが非活性化した状態であれば、無線接続が不可能であるだけでなく、自転車本体１１０の走行状況や周辺環境も測定しない。それに対し、携帯用端末１２０のアプリケーションが活性化した状態であれば、無線接続は可能であるものの、自転車本体１１０の走行状況や周辺環境を測定しない。
【００９４】
前照灯１３２、１３３、１３４を予め設定されたパターンで一定時間に点灯させた後、作動待機状態に進入する段階（Ｓ１０１、Ｓ１０２）では、前照灯送受信部１３６と端末送受信部１２４が互いに無線で接続されると、予め設定されたパターンで点灯した後、作動待機状態で動作する。即ち、搭乗者が携帯用端末１２０を携帯した状態で前照灯器具１３０が装着された自転車本体１１０に接近すると、前照灯器具１３０と携帯用端末１２０が自動的に無線接続され、それと同時に前照灯器具１３０と携帯用端末１２０の接続状態を搭乗者に知らせるように前照灯器具１３０が既に設定されているパターンで点灯される。
【００９５】
前記のような前照灯器具１３０の既設定パターンは、図９の（ａ）に示された携帯用端末１２０のアプリケーションを介して設定する。本実施形態では、前照灯器具１３０が携帯用端末１２０と無線で接続されることによって、特定回数又は特定間隔で一定時間に点滅するものとして説明する。
【００９６】
設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、携帯用端末１２０のアプリケーションを介して前照灯器具１３０の作動を制御するための設定値を設定する。例えば、図９の（ａ）に示されたアプリケーション画面を通じて自転車本体１１０の走行速度範囲を設定する。それだけでなく、携帯用端末１２０のアプリケーションの設定メニューを用いて多様な設定値を入力するか、調整する。
【００９７】
例えば、前記のような設定値は、前照灯器具１３０と携帯用端末１２０の無線接続時に前照灯器具１３０の通報パターン、昼間と夜間とを区分するための周辺の照度値、走行速度範囲による前照灯の照射パターン、前照灯器具１３０の照度及び照明形態、無線接続と無線切断とを区分するための基準値、走行速度を補正するための補正の基準値などを直接設定する。
【００９８】
前照灯器具１３０を作動させる段階（Ｓ１０４）では、携帯用端末１２０のアプリケーションを介して前照灯器具１３０を作動させる。即ち、図９の（ｃ）に示されたアプリケーションの画面で「ＳＴＡＲＴ」をタッチすると、図９の（ｄ）に示されたアプリケーションの画面のように活性化した状態で前照灯器具１３０が正常に作動する。
【００９９】
図９の（ｃ）のような活性化状態は、前照灯器具１３０の作動待機状態であって、前照灯器具１３０と携帯用端末１２０が互いに無線接続され、前照灯器具１３０の作動は行われない待機状態に該当する。図９の（ｄ）のような活性化状態及び作動開始状態は、前照灯器具１３０の作動が正常に行われる状態であって、前照灯器具１３０と携帯用端末１２０が互いに無線接続され、前照灯器具１３０が正常に作動する状態に該当する。
【０１００】
照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０が自転車本体１１０の各種走行情報を測定した後、その各種走行情報を分析して前照灯器具１３０の照射パターンを算出する。前記のような各種走行情報は、自転車本体１１０の走行状況及び周辺環境を測定した測定値であって、ＧＰＳモジュール１２５により測定された走行速度、ジャイロセンサモジュール１２６により測定された走行角速度、ナビゲーションモジュール１２７により測定された地図情報、加速度センサモジュール１２８により測定された走行速度の変化、照度センサモジュール１２９により測定された周辺照度などが挙げられる。
【０１０１】
前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、前照灯器具１３０が携帯用端末１２０から前照灯器具１３０の照射パターンの伝達を受けた後、その照射パターンによって作動する。
【０１０２】
一方、本実施形態で、携帯用端末１２０の測定値及び前照灯器具１３０の照射パターンを基準に設定値を入力する段階（Ｓ１０３）、照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）、及び前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）を更に具体的に詳察すると、以下の通りである。
【０１０３】
一例として、設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、アプリケーションを用いて自転車本体１１０の設定速度範囲による前照灯器具１３０の照射パターンを設定する。照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０のＧＰＳモジュール１２５により測定される自転車本体１１０の現在走行速度を用いて前照灯器具１３０の照射パターンを算出する。前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４のうち算出された照射パターンに合う前照灯１３２、１３３、１３４を選択的に作動させる。
【０１０４】
ここで、照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、ＧＰＳモジュール１２５により測定される自転車本体１１０の走行速度をカルマンフィルタで補正して補正走行速度及び誤差共分散を算出でき、前記補正走行速度と前記誤差共分散を設定速度範囲と比較して前照灯器具１３０の照射パターンを算出することができる。
【０１０５】
そして、前照灯器具１３０の照射パターンは、自転車本体１１０の走行速度が速いほど狭くて遠く照射されるパターンで形成され、自転車本体１１０の走行速度が遅いほど広くて短く照射されるパターンで形成される。
【０１０６】
前記のようにカルマンフィルタを用いて照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）を更に具体的に詳察すると、以下の通りである。
【０１０７】
ＧＰＳモジュール１２５によって自転車本体１１０の走行速度を測定するが、ＧＰＳモジュール１２５により測定された走行速度値は実際の速度値と差を示す場合が多いので、以前時点ｋ-１での推定値
2020515467.tif 000003
から数学的に算出された予測値
2020515467.tif 000004
と、現在時点ｋで測定された測定値Ｚｋを何れも活用してカルマン利得Ｋによって補正した推定値
2020515467.tif 000005
を求めるカルマンフィルタによって測定された走行速度値を、現在の走行状況を更に代表するように補正速度値を算出する。
【０１０８】
予測値の算定基準が以前測定時点の加速度が維持されると仮定し、自転車本体の走行速度と走行加速度間の関係を利用してモデリングを行ったとき、状態行列
2020515467.tif 000006
を活用して現在時点ｋに対して予測速度値を求める段階、
2020515467.tif 000007
誤差共分散の予測値を計算する段階、
2020515467.tif 000008
カルマン利得を計算する段階、
2020515467.tif 000009
推定値を計算する段階、
2020515467.tif 000010
誤差共分散を計算する段階、
2020515467.tif 000011
を経て、最終的には
2020515467.tif 000012
を用いるようになる。
【０１０９】
カルマンフィルタのモデリングが完全なことから、現時点ｋでの状態行列は正規分布
2020515467.tif 000013
に従い、実際の速度は
2020515467.tif 000014
に従う。
【０１１０】
これを活用して、現在、どの前照灯１３２、１３３、１３４が点灯されるべきかを求める。
【０１１１】
他の例として、設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、アプリケーションを用いて自転車本体１１０の走行角速度による前照灯器具１３０の照射パターンを設定する。照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０のジャイロセンサモジュール１２６により測定される自転車本体１１０の現在走行角速度を用いて前照灯器具１３０の照射パターンを算出する。前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を算出された照射パターンによって旋回させる。
【０１１２】
前記のような前照灯器具１３０は、前照灯旋回モジュール１５０を用いて自転車本体１１０の走行角速度から算出された前照灯１３２、１３３、１３４の旋回方向と旋回角度によって前照灯１３２、１３３、１３４を旋回させることができる。
【０１１３】
更に他の例として、設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、アプリケーションを用いて自転車本体１１０の周辺地図情報による前照灯器具１３０の照射パターンを設定する。照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０のナビゲーションモジュール１２７により提供される自転車本体１１０の現在地図情報を用いて前照灯器具１３０の照射パターンを算出する。前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を算出された旋回パターンによって旋回させる。
【０１１４】
前記のような前照灯器具１３０は、前照灯旋回モジュール１５０を用いて自転車本体１１０の地図情報から算出された前照灯１３２、１３３、１３４の旋回方向と旋回角度によって前照灯１３２、１３３、１３４を旋回させる。
【０１１５】
別の一例として、設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、アプリケーションを用いて自転車本体１１０が急減速するか否かを判別するための走行加速度及び自転車本体１１０の急減速による前照灯器具１３０の照射パターンを設定する。照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０の加速度センサモジュール１２８により測定される自転車本体１１０の現在走行速度の変化を用いて自転車本体１１０が急減速するか否かを算出する。前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、自転車本体１１０が急減速状態であると判断されると、設定された照射パターンで前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を作動させる。
【０１１６】
前記のような前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の急減速時に周辺に警告するように前照灯１３２、１３３、１３４を既に設定されている警告用の色で迅速に点滅させることができる。ここで、既に設定されている警告用の色としては赤色が最も適当であり、このために前照灯器具１３０に警告用前照灯を別途に設置することも可能である。従って、本実施形態では、自転車本体１１０の急停止時に発生し得る事故の危険性を未然に防止できる。
【０１１７】
更に例の例として、設定値を入力する段階（Ｓ１０３）では、アプリケーションを用いて自転車本体１１０の周辺照度による前照灯器具１３０の作動可否又は照射パターンを設定する。照射パターンを算出する段階（Ｓ１０５、Ｓ１０６）では、携帯用端末１２０の照度センサモジュール１２９により測定される自転車本体１１０の現在照度を用いて前照灯器具１３０の作動可否及び照射パターンを算出する。前照灯器具１３０の照光する段階（Ｓ１０７）では、自転車本体１１０の現在照度によって前照灯器具１３０を選択的に作動させ、前照灯器具１３０の作動時に算出された照射パターンで前照灯器具１３０の前照灯を作動させる。
【０１１８】
前記のような前照灯器具１３０は、自転車本体１１０の周辺照度によって前照灯１３２、１３３、１３４を自動的に点灯又は消灯させることができる。即ち、前照灯器具１３０は、夜間に前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を自動的に作動させ、昼間には前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４の作動を自動的に停止させることができる。前記とは異なり、前照灯器具１３０が昼間にも作動されることができ、この場合は前照灯器具１３０の前照灯１３２、１３３、１３４を点滅させて前照灯１３２、１３３、１３４の視認性を高めることが好ましい。
【０１１９】
前照灯器具１３０を作動待機状態に復帰させる段階（Ｓ１０８、Ｓ１０９）では、携帯用端末１２０のアプリケーションを介して前照灯器具１３０の作動を停止させ、それにより前照灯器具１３０が作動待機状態に再び復帰する。即ち、図９の（ｄ）に示されたアプリケーションの画面で「ＳＴＯＰ」をタッチすると、図９の（ｃ）に示されたアプリケーションの画面のように活性化した状態で前照灯器具１３０の作動は行われない作動待機状態に復帰する。
【０１２０】
スリップ状態に進入する段階（Ｓ１１０、Ｓ１１１）では、携帯用端末１２０と前照灯器具１３０の無線接続が途切れると、前照灯器具１３０が使用されないと判断して節電のためのスリップ状態に切り替わる。
【０１２１】
以上のように本発明の実施形態では具体的な構成要素などのような特定事項と限定された実施形態及び図面により説明されたが、これは本発明のより全般的な理解を促進するために提供されたものに過ぎず、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正及び変形が可能である。従って、本発明の思想は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲のみならず、この特許請求の範囲と均等又は等価的な変形がある全てのものは本発明の思想の範疇に属すると言える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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