KR100851413B1 - Apparatus for preventing drowsiness based on eletoroculogram - Google Patents

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KR100851413B1
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임창환
황한정
서기현
임만열
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

An apparatus for preventing drowsiness based on electrooculogram is provided to determine whether a user is in a drowsiness state or not based on the number of blinking user's eyes calculated by measuring electric potential of eyeballs. An apparatus(100) for preventing drowsiness based on electrooculogram comprises a measuring portion(110) to be attached to a certain parts of the body of users to measure an electric potential information of an eyeball, a control portion(120) to determine whether the user is in a drowsiness state or not based on the electric potential information measured by the measuring portion, and an alarm portion(130) to output an alarm signal when the control portion determined that the user is in a drowsiness state. The electric potential measuring portion includes an eyeball electric potential measuring electrode, a reference electrode, and a ground electrode.

Description

안구전도에 기반한 졸음방지장치{Apparatus for preventing drowsiness based on eletoroculogram}Drowsiness prevention device based on eye conduction {Apparatus for preventing drowsiness based on eletoroculogram}

본 발명은 졸음방지장치에 관한 것으로 보다 자세하게는, 안구전도(Electroculogram)를 측정함으로써 사용자의 졸음상태를 감지하여 이에 따른 알림신호를 출력할 수 있는 안구전도에 기반한 졸음방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drowsiness prevention device, and more particularly, to a drowsiness prevention device based on eye conduction, which can detect a user's drowsiness by measuring an eye conduction and output a notification signal accordingly.

졸음은 여러 이유로 발생할 수 있는 것으로, 인간의 의지와는 상관없이 집중력을 포함한 다양한 신체기능을 저하시킨다.Drowsiness can occur for a number of reasons, and reduces various body functions, including concentration, regardless of human will.

특히 현대에서는 졸음운전으로 인한 교통사고와 산업 현장에서의 졸음으로 인한 사고는 해마다 많은 인명과 재산을 앗아가고 있다.In modern times, traffic accidents caused by drowsy driving and accidents caused by drowsiness in industrial sites are taking away many lives and property every year.

이러한 졸음을 퇴치하기 위해 창문을 열어 환기를 시킨다거나 음악의 볼륨을 높이는 등의 방법을 시도해보지만, 이미 졸음 단계에 접어든 사람이 스스로의 힘으로 졸음을 퇴치하기가 쉽지 않다.In order to combat this drowsiness, open the window to ventilate or increase the volume of music, etc., but it is not easy for a person who has already entered the drowsy stage to fight drowsiness by himself.

그리하여 졸음을 미연에 방지하거나 및 퇴치하는 하기 위해 많은 방법이 제안되고 상품화되었는데, 졸음 방지 및 퇴치를 위한 종래의 방법들은 주로 졸음운전과 관련된 것들이 대부분이었다.Thus, many methods have been proposed and commercialized to prevent or combat drowsiness, and the conventional methods for preventing and combating drowsiness were mostly related to drowsy driving.

그 단적인 예로, 차량 운전 중 졸음을 방지하기 위해 카메라를 설치하여 눈의 모양을 계속 관찰하는 방법이 있다. 차량 운전자가 눈을 계속 감고 있을 경우 졸음으로 판별하여 다양한 방법을 통해 졸음을 퇴치하는 것이다.A simple example is a method of installing a camera to continuously observe the shape of the eyes to prevent drowsiness while driving a vehicle. If the vehicle driver keeps his eyes closed, it is determined to be drowsy and combats drowsiness through various methods.

이러한 주류의 방법들은 주로 사용자의 눈깜빡임을 소정 시간동안 측정한 후 그 횟수보다 눈깜빡임이 줄어들게 되면 졸음이라고 판단을 하게 된다. 그러나 사용자가 눈깜빡임이 없다는 것은 이미 졸음에 깊은 단계에 빠졌다는 것을 의미한다. 그러나, 차량 운전 중 이미 졸음에 빠진 다음에 졸음을 깨워준다는 것은 아무런 의미가 없다. 특히 고속도로나 국도와 같은 장소에서 고속으로 주행 중 단 몇 초만 졸게 되더라도 돌이킬 수 없는 사고가 발생할 수 있다.These mainstream methods mainly measure the blinking of the user for a predetermined time, and when the blinking decreases more than the number of times, it is judged as drowsiness. But the lack of blinking of the user means that the user is already in deep sleep. However, it makes no sense to wake you up after you have already fallen asleep while driving. In particular, even a few seconds of sleep while driving at high speed in places such as highways and national highways can cause irreversible accidents.

다른 예로, 사용자가 핸들을 잡는 손의 약력을 이용하는 방법도 있다. 이때 사용자는 특수 고안된 장갑을 끼게 되며, 사용자가 졸음에 빠진 경우 손의 약력이 상대적으로 약하게 되므로 사용자를 졸음상태인 것으로 판단하여 손에 장착한 특수 장갑에 자극을 줌으로써 졸음을 퇴치하는 것이다. 그러나 이 방법에도 사용자가 반드시 고안된 장갑을 껴야하므로 날씨가 무더운 여름과 같은 계절에는 사용하기가 힘들고, 특수 장갑이 오히려 운전에 방해가 될 수도 있다는 단점이 있다.As another example, the user may use the bio of the hand to hold the handle. In this case, the user wears a specially designed glove, and when the user falls asleep, the user's biography becomes relatively weak, thereby judging the user to be drowsy and stimulating the special gloves mounted on the hand to combat drowsiness. However, this method also has a disadvantage that the user must wear a designed glove, so it is difficult to use in seasons such as hot summers, and special gloves may interfere with driving.

덧붙여, 뇌파 측정을 바탕으로 한 졸음 감지 및 퇴치 시스템이 있으나 뇌파는 사람에 따른 편차가 크고 반응 속도가 느리기 때문에 여러 방면에서 적용이 불가능하다는 단점이 있다.In addition, there is a drowsiness detection and eradication system based on EEG measurement, but EEG has a disadvantage in that it is not applicable in many ways because of the large variation in human response and slow response speed.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 사용자의 분 주위에서 전위를 측정함으로써 사용자의 눈 깜빡임 횟수를 산출하여 사용자의 졸음상태를 감지하고, 감지된 결과에 따라 사용자를 깨우기 위한 경보음을 출력할 수 있는 안구전도에 기반한 졸음방지장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above-described problems, by measuring the potential around the user minutes by calculating the number of blinks of the user to detect the user's drowsiness, the alarm sound for waking the user according to the detected result The purpose of the present invention is to provide a drowsiness preventing device based on eye conduction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사용자의 신체 소정부위에 부착되어 전위정보를 측정하는 전위측정부; 상기 전위측정부에 의해 측정된 전위정보에 기초하여 사용자의 졸음상태 여부를 판별하는 제어부; 및 상기 제어부가 사용자가 졸음상태인 것으로 판별할 경우 알림신호를 출력하는 알림부를 포함한다.The present invention for achieving the above object is attached to a predetermined portion of the user body potential measuring unit for measuring the potential information; A control unit which determines whether the user is drowsy based on the potential information measured by the electric potential measuring unit; And a notification unit for outputting a notification signal when the controller determines that the user is sleepy.

이때, 상기 전위측정부는 사용자의 양 눈 밑 부위 중 어느 일측의 부위에 부착되는 안구전위측정전극; 사용자의 양 귀 밑 부위 중 어느 일측의 부위에 부착되는 레퍼런스전극; 및 사용자의 목부위에 부착되는 그라운드전극을 포함할 수 있다.In this case, the potential measuring unit is an eye potential measurement electrode attached to any one of the area under the user's both eyes; A reference electrode attached to a portion of either side of the bottom of the user's ear; And it may include a ground electrode attached to the neck of the user.

또한, 상기 제어부는 상기 안구전위측정전극과 상기 레퍼런스전극에서 측정된 전위값의 차에 대한 절대값의 평균값을 산출한 뒤, 상기 평균값을 이용하여 사용자의 눈깜빡임을 인식함으로써 사용자의 졸음상태 여부를 판별하는 것이 바람직하다.In addition, the controller calculates an average value of absolute values for the difference between the potential values measured by the eye potential measurement electrode and the reference electrode, and then recognizes whether the user is drowsy by using the average value. It is desirable to determine.

나아가, 상기 제어부는 상기 평균값을 소정주기마다 산출하며, 상기 산출된 평균값이 기설정된 임계값을 초과하여 연속 산출될 경우, 카운트값을 하나씩 증가 시켜, 상기 카운트값이 소정값 이상일 경우 사용자가 졸음상태인 것으로 판별하고, 상기 산출된 평균값이 상기 기설정된 임계값에 미달하여 연속 산출될 경우, 상기 카운트값을 '0'이 될 때까지 하나씩 감소시키는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the controller calculates the average value every predetermined period, and when the calculated average value is continuously calculated exceeding a predetermined threshold value, increases the count value by one, and when the count value is greater than or equal to the predetermined value, the user is drowsy. It is more preferable that the counted value is decreased one by one until the calculated average value is continuously calculated while falling below the predetermined threshold value.

여기서, 상기 소정주기, 임계값 또는 소정값 중 선택된 하나 이상은, 사용자의 설정에 의해 변경 가능한 것일 수 있다.Here, at least one selected from the predetermined period, the threshold value, or the predetermined value may be changeable by a user's setting.

또한, 상기 소정주기는 3초일 수 있다.In addition, the predetermined period may be 3 seconds.

본 발명에 따르면, 휴대성이 극대화되어 사용자가 장소에 구애받지 않고 운전 중이나, 밤샘공부 중에도 손쉽게 졸음을 감지하고 퇴치할 수 있다.According to the present invention, the portability is maximized so that the user can easily detect and combat drowsiness while driving or studying overnight, regardless of the place.

또한 종래에 졸음을 넘어 수면상태에 빠지려고 할 때 비로소 감지를 하던 방식과 달리 졸음이 시작하는 단계에서 졸음을 감지하기 때문에 더욱 효율적이다.In addition, it is more efficient because it detects drowsiness at the start of drowsiness, unlike the conventional method of detecting when a person tries to fall into a sleep state after drowsiness.

덧붙여 설치에 따른 불편함이 없고, 카메라 등의 고가의 구성이 필요하지 않고, 구조가 간단하여 대량생산에 적합한 장점이 있다.In addition, there is no inconvenience in installation, no expensive configuration such as a camera, there is an advantage that the structure is simple and suitable for mass production.

나아가, 본 발명은 실험을 통해 입증된 데이터를 통해 사용자의 졸음상태를 판별하기 위한 주기를 설정함으로써 기존의 방식들보다 더 정확한 판별이 가능하다.In addition, the present invention can be more accurate than conventional methods by setting a period for determining the user's drowsiness state through the data proved through the experiment.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가 장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly introduce the concept of terms to explain their own invention in the best way possible. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, a drowsiness preventing device based on eye conduction according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치의 구성도이며, 도 2는 사용자가 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치를 이용하는 모습을 도시한 예시도이다.1 is a block diagram of an eye drowsiness preventing device based on an eye conduction in accordance with a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 shows a user using a drowsiness prevention device based on eye conduction in accordance with a preferred embodiment of the present invention This is an example.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치(100)는 전위측정부(110), 제어부(120) 및 알림부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the drowsiness preventing apparatus 100 based on eye conduction according to an exemplary embodiment of the present invention includes a potential measurement unit 110, a controller 120, and a notification unit 130.

전위측정부(110)는 사용자의 신체 소정부위에 부착되어 본 발명이 사용자의 졸음상태를 판별하기 위해 기초적인 정보로 이용하게 되는 전위정보를 측정한다.The potential measurement unit 110 is attached to a predetermined portion of the user's body measures the potential information that the present invention uses as basic information to determine the user's drowsiness.

도 2를 참조하여 전위측정부(110)를 더욱 자세히 설명하면, 본 발명의 전위측정부(110)는 사용자의 양 눈 밑 부위 중 어느 일측 부위에 부착되는 안구전위측정전극(112), 사용자의 양 귀 밑 부위 중 어느 일측 부위에 부착되는 레퍼런스전 극(114) 및 사용자의 목 부위에 부착되는 그라운드전극(116)으로 구성되어 각 전극을 통해 사용자의 신체 특정 부위의 전위를 측정하게 되며, 이렇게 측정된 전위값은 제어부(120)로 전송된다.Referring to FIG. 2, the potential measurement unit 110 will be described in more detail. The potential measurement unit 110 according to the present invention has an eye potential measurement electrode 112 attached to any one portion of the lower part of both eyes of a user, and It consists of a reference electrode 114 attached to any one of the lower part of both ears and a ground electrode 116 attached to the neck of the user to measure the potential of a specific part of the user's body through each electrode. The measured potential value is transmitted to the controller 120.

여기서, 그라운드전극(116)은 회로의 접지를 위한 것으로, 실제 전위를 측정하지는 않는다.Here, the ground electrode 116 is for the grounding of the circuit and does not measure the actual potential.

제어부(120)는 전위측정부(110)에 의해 측정된 상기 전위정보에 기초하여 사용자의 졸음상태 여부를 판별하기 위한 구성으로 이러한 제어부의 구성과 동작은 하기에서 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.The control unit 120 is configured to determine whether the user is drowsy based on the potential information measured by the potential measuring unit 110. The configuration and operation of the control unit will be described in more detail below.

알림부(130)는 제어부(120)가 사용자가 졸음상태인 것으로 판별할 경우 알림신호를 출력한다.The notification unit 130 outputs a notification signal when the control unit 120 determines that the user is sleepy.

여기서 상기 알림신호은 사용자를 졸음상태에서 깨울 수 있도록 충분한 음량을 갖는 음향일 수 있으며, 이때 사용자의 의도에 따라 다양한 음향을 선택적으로 출력할 수 있는 것이 바람직하다.Here, the notification signal may be a sound having a sufficient volume to wake the user from a drowsy state, and in this case, it is desirable to selectively output various sounds according to the user's intention.

또한, 본 발명에서 이용하는 알림부(130)는 전기자극과 같은 요소를 이용하여 사용자의 촉각을 자극할 수도 있으며, 나아가 시각, 후각, 미각 등의 감각을 자극하여 사용자에게 졸음상태에 대한 경고를 전달할 수 있다면 어떠한 구성이든지 적용 가능하다.In addition, the notification unit 130 used in the present invention may stimulate the user's tactile sense by using elements such as electrical stimulation, and further, to stimulate a sense of sight, smell, taste, etc., to alert the user to a drowsy state. If possible, any configuration is applicable.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제어부(120)가 사용자의 졸음상태 여부를 판단하는 자세한 구성을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a detailed configuration of determining whether the user is drowsy by the control unit 120 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

이에 앞서서, 본 발명에서 이용하게 될 안구전도를 통하여 측정할 수 있는 사용자의 눈깜임 횟수와 사용자의 졸음정도에 대한 상관관계를 살펴보기로 한다.Prior to this, the correlation between the number of eyes blinks of the user and the degree of sleepiness of the user, which can be measured through the eye conduction to be used in the present invention, will be described.

도 5a 내지 도 5c에는 각각 사용자의 정신이 맑을 경우와 약간 졸릴 경우 및 매우 졸릴 경우에 대한 12명의 피실험자로부터 측정된 1분당 눈깜빡임 횟수의 통계자료가 도시되어 있다.5A to 5C show statistics of the number of blinks per minute measured from 12 test subjects for a case where the user's mind is clear, slightly sleepy, and very sleepy, respectively.

도 5a 내지 도 5c에 따르면 사용자의 정신이 맑을 때, 즉 졸림을 느끼지 않을 때에는 1분에 평균 14.79번의 눈깜빡임을 보인다. 그리고 약간 졸린다고 느낄 때, 특히 식후를 기준으로 수집한 통계자료를 보면 눈깜빡임의 1분당 평균 횟수가 21.42번으로 졸림을 느끼지 않을 때보다 증가한 것을 확인할 수 있다. 또한 졸릴 때의 1분당 눈깜빡임의 평균 횟수는 43.91번으로 조사되었다.5A to 5C, when the user's mind is clear, that is, when not feeling sleepy, an average of 14.79 blinks per minute is shown. And when you feel a bit sleepy, especially when you look at the statistics collected after eating, the average number of blinks per minute increased to 21.42 times when you were not feeling sleepy. The average number of blinks per minute during sleep was 43.91 times.

이러한 통계를 바탕으로 졸음의 단계가 깊어질수록 눈깜빡임 횟수가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Based on these statistics, as the level of drowsiness deepens, the number of blinks increases.

본 발명에서는 졸음이 시작되는 단계를 파악하는 것이 주요 목적이므로 졸음이 오기 시작할 때의 1분당 평균 눈깜빡임 횟수인 21.42번을 기준으로 졸음 유무를 판별하기로 한다.In the present invention, since the main purpose is to determine the stage at which drowsiness begins, the presence or absence of drowsiness is determined based on 21.42 times the average number of blinks per minute when drowsiness starts.

다음으로 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 제어부(120)가 전위측정부(110)를 통해 측정된 전위정보를 통해 사용자의 눈깜박임을 인식하는 구성에 관해 좀 더 살펴보기로 한다.Next, as described above, the control unit 120 of the present invention will be described in more detail with respect to the configuration of recognizing the blink of the user through the potential information measured by the potential measurement unit 110.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 먼저 전위측정부(110)를 통해 측정된 전위정보 중 안구전위측정전극(112)과 레퍼런스전극(114)에서 측정된 전위정보의 전위값 차를 산출한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the controller 120 first measures the potential value of the potential information measured by the eye potential measurement electrode 112 and the reference electrode 114 among the potential information measured by the potential measurement unit 110. Calculate the difference

도 3에는 이와 같은 방법을 통해 상출된 두 전극의 전위값 차에 대한 타임도메인에서의 그래프가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 눈을 뜨고 있는 경우에는 두 전극의 전위값 차가 기준값에 근접하여 유지되나, 눈을 감았을 때는 안구 전도파형이 아래쪽으로 볼록하게 변하게 된다. 이는 안구전도의 측정된 값이 가로축(기준값)을 기준으로 눈을 감았을 때 줄어든다는 것을 의미한다. 이때 측정된 안구전도의 값은 음수를 나타낸다.3 shows a graph in the time domain for the difference in potential values of two electrodes pulled out through this method. As shown in FIG. 3, when the user opens his eyes, the potential difference between the two electrodes is maintained close to the reference value, but when the eyes are closed, the eye conduction waveform changes convexly downward. This means that the measured value of eye conductance decreases when the eyes are closed with respect to the horizontal axis (reference value). In this case, the measured value of eye conduction represents a negative number.

또한, 눈을 감았다가 떴을 때는 안구전도의 파형이 위로 볼록하게 된다. 이는 눈을 감았다 뜰 때는 안구 전도의 값이 가로축(기준값)을 기준으로 커진다는 것을 확인 할 수 있다. 이는 안구전도의 값이 양수를 나타내는 것을 의미한다. 이 파형의 값들을 이용하게 되면 사용자의 눈깜빡임 여부를 확인할 수 있게 된다.In addition, when you close your eyes, the waveform of eye conduction becomes convex upward. It can be seen that when the eyes are closed, the value of eye conduction increases with respect to the horizontal axis (reference value). This means that the value of eye conduction is positive. By using the values of this waveform, it is possible to check whether the user blinks.

도 4에는 측정된 전위정보, 즉 안구전도 데이터값을 이용해서 눈깜빡임의 유무를 판별할 때 사용하기 위한 그래프가 도시되어 있다.4 shows a graph for use in determining the presence or absence of eye blink using the measured electric potential information, that is, the eye conduction data value.

앞서 살펴본 바와 같이 사용자가 눈을 깜빡일 때는 안구전도값의 변화가 일어나게 되는데, 이때 도 3에서와 같이 눈을 깜빡일 때 발생하는 음수 값들의 절대값을 취하여 양수화한 후 원래의 양수 값과 합을 구한 후 가로축(시간)으로 나누어 주면 눈을 한번 깜빡였을 때의 평균값이 계산된다.As described above, when the user blinks, a change in the eye conduction value occurs. In this case, as shown in FIG. 3, the absolute value of the negative values generated when blinking is taken and summed with the original positive value. After dividing by and dividing by the horizontal axis (time), the average value of blinking eyes is calculated.

이것은 도 4에서 보듯이 눈을 뜨고 있을 경우에는 값의 변화가 기준값 부근에서 일정하게 형성되기 때문에 눈을 깜빡였을 때의 안구 전도 평균보다 적을 것이라는 것은 자명하다.As shown in FIG. 4, it is obvious that when the eyes are opened, the change in the value is uniformly formed near the reference value, so that it will be less than the eyeball conduction average when the eyes are blinked.

그러므로 본 발명에서 쓰이게 될 기준값은 눈을 뜨고 있을 때의 평균값으로 정한다. 그리고 일정한 시간 간격으로 실시간으로 측정된 안구전도의 평균값을 구하여 그 값이 기준값보다 크고, 눈을 깜빡였을 때의 값의 평균(이하 눈깜빡임평균값이라 함)과 비슷하다면 눈을 깜빡인 것으로 간주하게 된다.Therefore, the reference value to be used in the present invention is defined as the average value when the eyes are opened. If the average value of eye conductance measured in real time at regular intervals is larger than the reference value and the average value of the blinking eye is similar to the average value of blinking eyes (hereinafter referred to as the blinking average value), the eyes are regarded as blinking. .

도 6은 눈을 안 깜빡였을 경우와 눈을 깜빡였을 경우의 평균값을 제시한 방법에 의거하여 실험을 통하여 평균값을 구한 표이다.FIG. 6 is a table of average values obtained through experiments based on a method of presenting an average value of an unblinked eye and a blinked eye. FIG.

도시된 도 6을 통해 알 수 있듯이 눈을 깜빡였을 경우(눈깜빡임평균값), 눈을 깜빡이지 않을 경우(기준값)보다 약 2.5배(64.574/25.9592.48)정도 큰 값이 나온다. 따라서 눈깜빡임 유무에 따라 값의 차이가 크기 때문에 사용자의 눈깜빡임 유무를 확실히 판단할 수 있게 된다. As can be seen from FIG. 6, when the eye blinks (the average value of blinking), a value that is about 2.5 times larger (64.574 / 25.9592.48) than the case of not blinking (the reference value) is obtained. Therefore, the difference in the value depending on the presence or absence of eye blinks, it is possible to determine whether the user blinks certainly.

이상에서 살펴본 바와 같은 구성을 통해 본 발명은 사용자의 눈깜빡임을 인식함으로써 사용자의 졸음상태를 판별하게 되는데, 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 위에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치(100)를 이용하여 사용자의 졸음을 방지하는 방법을 설명하기로 한다. 설명에 있어서 도 1 내지 도 6과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 구성을 지칭한다.Through the configuration as described above, the present invention determines the user's drowsiness by recognizing the blink of the user, hereinafter according to a preferred embodiment of the present invention as described above with reference to Figures 7 and 8 The drowsiness preventing device 100 based on the eye conduction will be described a method of preventing the user's drowsiness. In the description, the same reference numerals as those in Figs. 1 to 6 refer to the same components that perform the same function.

도 7은 도 1에 도시된 안구전도에 기반한 졸음방지장치(100)를 이용하여 사용자의 졸음을 방지하기 위한 졸음방지방법의 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart of a drowsiness preventing method for preventing a user's drowsiness using the drowsiness preventing device 100 based on the eye conduction shown in FIG. 1.

도 7에 따르면, 우선 사용자가 양쪽 눈 아래쪽 중 원하는 곳에 안구전위측정전극(112)을 부착한다. 그리고 사용자의 목 부위에 그라운드전극(116)을 부착하고, 귀 밑에 레퍼런스전극(112)을 부착한다. According to FIG. 7, first, the user attaches the eye potential measurement electrode 112 to a desired place under both eyes. The ground electrode 116 is attached to the neck of the user, and the reference electrode 112 is attached under the ear.

각 전극의 부착이 완료되면, 각 전극을 통해 사용자에 대한 전위정보를 측정한다(S100).When the attachment of each electrode is completed, the potential information for the user is measured through each electrode (S100).

그 후, 전위측정부(110)를 통해 측정된 상기 전위정보는 제어부(120)로 전송되며, 제어부에서는 상기 전위정보를 이용하여 사용자의 졸음상태를 판별하기 위해 상기 전위정보 중 레퍼런스전극(114)과 안구전위측정전극(112)을 통해 측정된 전위정보의 평균값(이하 측정평균값이라 함)을 산출한다(S200).Thereafter, the potential information measured by the potential measuring unit 110 is transmitted to the control unit 120, and the control unit uses the potential information to determine the user's drowsiness state of the reference electrode 114 of the potential information. And calculate the average value (hereinafter referred to as the measured average value) of the potential information measured through the eye potential measurement electrode 112 (S200).

다음으로, 'S200'단계에서 산출된 상기 측정평균값을 이용하여 사용자가 졸음상태인지를 판별하게 되는데(S300), 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 도 8을 참조하여 다시 설명하도록 한다.Next, it is determined whether the user is drowsy using the measured average value calculated in step S200 (S300). A detailed description thereof will be described below with reference to FIG. 8.

한편, 상기 'S300'에서 사용자가 졸음상태인 것으로 판별될 경우 제어부는 알림부를 통해 알림신호를 출력하며(S400), 또한 졸음상태가 아닌 것으로 판별될 경우 'S100'단계로 돌아가 다시 전위정보를 측정하게 된다.On the other hand, if it is determined in the 'S300' that the user is a drowsy state, the control unit outputs a notification signal through the notification unit (S400), and if it is determined that it is not a drowsy state to return to the step 'S100' to measure the potential information again Done.

이하에서는 제어부(120)가 사용자의 졸음상태 여부를 판별하는 방법에 관해 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of determining whether the control unit 120 is a user's drowsy state will be described in more detail.

우선, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 사용자의 졸음상태를 판정하기 위해 EOG(Electrooculogram)라는 변수를 설정하게 되는데, 이것은 사용자의 졸음을 판단하는 척도가 되는 것으로서, 값이 높아질수록 졸음일 가능성이 높은 것을 의미한다.First, in an exemplary embodiment of the present invention, a variable called EOG (Electrooculogram) is set to determine a user's drowsiness, which is a measure for determining a user's drowsiness. Means that.

사용자의 졸음상태를 판정하기 위해서는 맨 먼저 EOG(Electrooculogram)값을 '0'으로 초기화를 한다(S301).In order to determine a user's drowsiness, first, an EOG (Electrooculogram) value is initialized to '0' (S301).

다음으로, 'S200'단계에서 3초당 측정된 전위정보의 평균값(측정평균값)이 눈을 감지않았을 때의 값인 기준값보다 2배보다 클 경우 사용자의 졸음을 의심하게 된다(S302). 이것은 앞서 도 5와 함께 언급했듯이 졸음이 올 경우 평균적으로 3초당 한 번씩 눈을 깜빡이기 때문이다.Next, when the average value (measured average value) of the potential information measured per 3 seconds in step 'S200' is greater than twice the reference value, which is the value when the eye is not detected, the user's drowsiness is suspected (S302). This is because, as mentioned earlier in conjunction with Figure 5, when the drowsiness blinks once every three seconds on average.

여기서, 상기 측정평균값을 측정하는 주기는 반드시 3초로 한정되는 것은 아니며, 개인성향에 따라 변동할 수 있는 것이 바람직하다.Here, the period for measuring the measured average value is not necessarily limited to 3 seconds, it is preferable that it can vary according to personal preferences.

한편, 기준값의 2배보다 측정평균값이 크게 되면 상기 EOG변수값을 '1' 증가시키고(S303). 현재 EOG변수의 값이 '3'인지 확인한다(S307).On the other hand, if the measured average value is greater than two times the reference value is increased the EOG variable value '1' (S303). Check whether the value of the current EOG variable is '3' (S307).

만약 EOG변수값이 '3'일 경우 사용자가 졸음상태인 것으로 판단하게 되어(S308), 이후에는 'S400'단계로 진행되게 된다.If the EOG variable value is '3', the user is determined to be drowsy (S308), and then proceeds to the 'S400' step.

한편, 기준값의 2배보다 3초당 측정된 측정평균값이 작을 경우에는 현재 EOG의 값이 '0'인지 판단하게 된다(S304). 그리고 EOG값이 '0'일 경우에는 그 값을 그대로 유지시키며(S305), EOG값이 '0'이 아닐 경우에는 EOG값을 '1'감소시킨다(S306).On the other hand, when the measured average value measured per three seconds is less than twice the reference value it is determined whether the value of the current EOG is '0' (S304). If the EOG value is '0', the value is kept as it is (S305). If the EOG value is not '0', the EOG value is reduced to '1' (S306).

이와 같은 방법은 사용자의 눈에 이물질이 들어간다거나 갑자기 눈을 몇 번 깜빡이는 등의 행위를 할 수 있기 때문에 시스템의 오작동률을 줄이기 위해 고안된 방법이다. 결국 3초 동안 눈을 한번 깜빡이면 졸음을 의심하게 되지만, 다음 측정 단계에서 3초 동안 눈을 깜빡이지 않는다면 의심의 단계를 낮추게 되는 것이다.This method is designed to reduce the malfunction rate of the system because it can perform a foreign object in the user's eyes or suddenly blink several times. Eventually, blinking the eye once for 3 seconds will suspect drowsiness, but if the next measurement step does not blink for 3 seconds, it will lower the level of doubt.

이러한 반복 작업 도중 의심의 단계, 즉 EOG변수값이 '3'이 되면 그것을 졸음이라고 판단하게 되는 것이다. 여기서 의심의 단계를 '3'으로 지정하였지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자의 개인성향이나 사용환경을 반영하여 얼마든지 변경될 수 있다.During this repetition, when the EOG variable value is '3', it is judged as drowsy. In this case, the step of doubt is designated as '3', but the present invention is not necessarily limited thereto, and may be changed as much as possible to reflect the user's personal preference or usage environment.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this, The person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치의 구성도,1 is a block diagram of an anti-drowsiness device based on eye conduction according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치가 사용자에게 부착된 모습을 도시한 예시도,2 is an exemplary view showing a state in which the drowsiness preventing device based on the eye conduction according to an embodiment of the present invention is attached to the user,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지장치를 통해 측정된 전위정보가 도시된 그래프,Figure 3 is a graph showing the potential information measured by the drowsiness prevention device based on the eye conduction according to an embodiment of the present invention,

도 4는 도 3에 도시된 전위정보를 이용해 실제 사용자의 눈깜빡임을 판별하기 위해 이용되는 그래프,4 is a graph used to determine the blink of an actual user using the potential information shown in FIG.

도 5a 내지 도 5c는 사용자의 졸음상태에 따라 측정된 1분당 눈깜빡임 횟수가 도시된 예시도,5A to 5C are exemplary diagrams showing the number of blinks per minute measured according to the user's drowsiness state,

도 6은 사용자가 눈을 깜빡임에 따라 변화하는 전위값이 도시된 예시도,6 is an exemplary diagram illustrating a potential value that changes as a user blinks an eye;

도 7은 도 1에 도시된 안구전도에 기반한 졸음방지장치(100)를 이용하여 사용자의 졸음을 방지하기 위한 졸음방지방법의 흐름도, 7 is a flow chart of a drowsiness prevention method for preventing a user's drowsiness using the drowsiness prevention device 100 based on the eye conduction shown in FIG.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 사용자의 졸음상태를 판별하는 졸음판별방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a drowsiness discrimination method for determining a sleepiness state of a user according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 전위측정부 112 : 안구전위측정전극110: potential measuring unit 112: eye potential measuring electrode

114 : 레퍼런스전극 116 : 그라운드전극114: reference electrode 116: ground electrode

120 : 제어부 130 : 알림부120: control unit 130: notification unit

Claims (6)

사용자의 신체 소정부위에 부착되어 전위정보를 측정하는 전위측정부;A potential measurement unit attached to a predetermined portion of a user's body to measure potential information; 상기 전위측정부에 의해 측정된 전위정보에 기초하여 사용자의 졸음상태 여부를 판별하는 제어부; 및A control unit which determines whether the user is drowsy based on the potential information measured by the electric potential measuring unit; And 상기 제어부가 사용자가 졸음상태인 것으로 판별할 경우 알림신호를 출력하는 알림부를 포함하고, And a notification unit for outputting a notification signal when the controller determines that the user is sleepy. 상기 전위측정부는,The potential measuring unit, 사용자의 양 눈 밑 부위 중 어느 일측의 부위에 부착되는 안구전위측정전극;An eye potential measurement electrode attached to a portion of one side of both eyes of the user; 사용자의 양 귀 밑 부위 중 어느 일측의 부위에 부착되는 레퍼런스전극; 및A reference electrode attached to a portion of either side of the bottom of the user's ear; And 사용자의 목부위에 부착되는 그라운드전극을 포함하는 안구전도에 기반한 졸음방지장치.Drowsiness prevention device based on eye conduction including a ground electrode attached to the user's neck. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 안구전위측정전극과 상기 레퍼런스전극에서 측정된 전위값의 차에 대한 절대값의 평균값을 산출한 뒤, 상기 평균값을 이용하여 사용자의 눈깜빡임을 인식함으로써 사용자의 졸음상태 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 안구전도에 기반한 졸음방지장치.After calculating the average value of the absolute value with respect to the difference between the potential value measured by the eye potential measurement electrode and the reference electrode, by using the average value to recognize the user's eye blink characterized in that it determines whether the user is drowsy state Drowsiness prevention device based on eye conduction. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 3, wherein the control unit, 상기 평균값을 소정주기마다 산출하며, 상기 산출된 평균값이 기설정된 임계값을 초과하여 연속 산출될 경우, 카운트값을 하나씩 증가시켜, 상기 카운트값이 소정값 이상일 경우 사용자가 졸음상태인 것으로 판별하고,The average value is calculated every predetermined period, and when the calculated average value is continuously calculated exceeding a predetermined threshold value, the count value is increased by one, and when the count value is greater than or equal to the predetermined value, the user is determined to be drowsy. 상기 산출된 평균값이 상기 기설정된 임계값에 미달하여 연속 산출될 경우, 상기 카운트값을 '0'이 될 때까지 하나씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 안구전도에 기반한 졸음방지장치.When the calculated average value is continuously calculated to fall below the predetermined threshold value, the drowsiness prevention device based on the eye conduction, characterized in that for reducing the count value by one until '0'. 제 4항에 있어서, 상기 소정주기, 임계값 또는 소정값 중 선택된 하나 이상은, The method of claim 4, wherein the one or more selected from the predetermined period, the threshold value or a predetermined value, 사용자의 설정에 의해 변경 가능한 것을 특징으로 하는 안구전도에 기반한 졸음방지장치.Drowsiness preventing device based on eye conduction, characterized in that can be changed by the user's settings. 제 4항에 있어서, 상기 소정주기는,The method of claim 4, wherein the predetermined period, 3초인 것을 특징으로 하는 안구전도에 기반한 졸음방지장치.Eye drowsiness prevention device based on 3 seconds, characterized in that.
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