KR101520472B1 - 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템은 운전자의 신체 정보와 눈의 위치를 인식하는 인식부와, 상기 인식부에 연결되며 좌석의 변화에 따라 운전자 눈의 위치 변화를 산출하는 분석부, 및 상기 좌석을 이동시키는 이송부를 포함한다.

Description

눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템 및 방법{SEAT CONTROL SYSTEM AND SEAT CONTROL METHOD FOR EYE LOCATION CORRECTION}
본 발명은 차량의 좌석을 조절하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 눈의 위치를 보정할 수 있는 차량 좌석 조절 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 운전석은 운전자가 자신의 인체크기(예: 앉은키, 팔길이, 다리길이 등)에 적합하게 수동 또는 반자동으로 조정할 수 있는 시스템을 구비하고 있다. 적절하지 못한 운전 자세는 운전자의 운전 성능 및 집중력을 저하시키고 피로를 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다.
한국공개특허 10-2008-0057316는 운전자의 피로를 감소시키기 위한 차량 착석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 운전 중 운전자의 피로를 감소시키기 위하여 전력이 인가된 좌석 조절 액추에이터들을 제어하는 시스템을 통해 운전석의 시트와 등받이의 위치를 설정된 프로그램에 따라 제어하는 기술을 개시하고 있다. 종래에는 차량 좌석의 조절 부위로 좌면 시트(seat pan)와 등받이(seat back)를 포함하고, 조절 방향으로는 시트의 전후/상하 방향으로 시트의 위치와 각도를 조절하였다.
기존 일반적인 운전석 위치 조절 시스템과 한국공개특허 10-2008-0057316의 차량 착석 시스템은 운전자의 인체치수에 적합하고 피로를 절감시킬 수 있도록 운전석 위치를 조정하게 되어 있으나, 조정된 운전석의 위치에 따른 운전자의 시야확보 측면은 고려되지 않고 있으므로, 주행 중 안전한 시야확보가 보장되지 않아 안전사고에 무방비로 노출되는 한계가 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템은 운전자의 신체 정보와 눈의 위치를 인식하는 인식부와, 상기 인식부에 연결되며 좌석의 변화에 따라 운전자 눈의 위치 변화를 산출하는 분석부, 및 상기 좌석을 이동시키는 이송부를 포함한다.
상기 인식부는 카메라와 형상 인식기를 포함할 수 있으며, 상기 인식부는 운전자의 신체 정보 입력을 위한 단말기를 구비할 수 있다. 또한, 상기 분석부는 좌석의 등받이 경사각을 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
운전자의 최초 눈 높이를 h(mm), 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ(°), 좌석 등받이의 각도 변화량을 α(°), 눈 위치의 전후방향 변화량을 △x (mm)라 할 때, 상기 분석부는 눈 위치의 전후방향 변화량은 [수학식 1]을 통해서 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013094431504-pat00001
운전자의 최초 눈 높이를 h (mm), 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ(°), 좌석 등받이의 각도 변화량을 α(°), 눈 위치의 상하방향 변화량을 △z (mm)라 할 때, 상기 분석부는 눈 위치의 상하방향 변화량을 하기 [수학식 2]를 통해서 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112013094431504-pat00002
상기 이송부는 상기 분석부에서 측정된 눈 위치 변화량을 보상할 수 있도록 상기 좌석을 이송시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법은 인식부를 통해서 운전자의 눈 위치 정보를 포함하는 운전자의 신체정보를 인식하는 운전자의 신체정보 인식 단계와, 좌석의 등받이 경사각 변화에 따른 눈 위치의 변화를 검출하는 눈 위치 변화량 검출 단계, 및 좌석을 이동시켜서 눈의 위치를 보정하는 좌석 위치 이동 단계를 포함한다.
상기 신체정보 인식 단계에서는 카메라와 형상 인식기를 이용하여 운전자의 눈 위치를 인식할 수 있으며, 상기 신체정보 인식 단계에서는 운전자의 신체 정보 입력을 위한 단말기를 통해서 운전자의 신체 정보를 입력 받을 수 있다.
상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서는 센서를 통해서 좌석의 등받이 경사각을 측정할 수 있으며, 상기 눈 위치 변화량 검출 단계는 좌석 등받이 경사 조절 단계를 포함하며, 상기 좌석 등받이 경사 조절 단계는 좌석의 등받이를 설정된 프로그램에 따라 액츄에이터에 의하여 기 설정된 경사각으로 조절할 수 있다.
상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서, 운전자의 최초 눈 높이를 h (mm), 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ(°), 좌석 등받이의 각도 변화량을 α(°), 눈 위치의 전후방향 변화량을 △x (mm)라 할 때, 눈 위치의 전후방향 변화량을 하기 [수학식 1]을 통해서 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013094431504-pat00003
상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서, 운전자의 최초 눈 높이를 h (mm), 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ(°), 좌석 등받이의 각도 변화량을 α(°), 눈 위치의 상하방향 변화량을 △z (mm)라 할 때, 눈 위치의 상하방향 변화량을 하기 [수학식 2]를 통해서 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112013094431504-pat00004
본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전석의 좌석 등받이와 하부 시트의 경사각 조정에 따라 변화되는 운전자의 눈 위치가 최적의 위치를 유지할 수 있도록 보정하여 운전자의 최초 시야확보를 보장함으로써 운전자의 주행 안전성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법의 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템에서 좌석 보정 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템에서 좌석 보정 후의 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템(100)은 운전자(10)의 신체 정보와 눈의 위치를 인식하는 인식부(31)와 인식부(31)에 연결되며 좌석(20)의 변화에 따라 눈의 위치를 추정하는 분석부(32), 및 좌석(20)을 이동시키는 이송부(35)를 포함한다.
좌석(20)은 하부 시트(21)와 등받이(23)로 이루어지며, 등받이(23)는 하부 시트(21)에 대하여 회동 가능하도록 결합되어 있다. 등받이(23)는 하부 시트(21)에서 모터 등에 의하여 전동으로 구동되며, 하부 시트(21)에 대한 등받이(23)의 경사각에 대한 정보는 분석부(32)로 전달된다.
인식부(31)는 운전자(10)의 눈높이와 앉은 키, 몸무게, 키 등의 운전자(10)의 신체 정보를 인식한다. 인식부(31)는 카메라와 형상 인식기로 이루어져서 운전자(10)의 신체 정보를 자동으로 인식 또는 수동으로 입력될 수 있으며, 이 경우 운전자(10)의 눈 위치도 자동으로 인식 또는 수동으로 입력될 수 있다. 카메라는 운전자의 앉은 형상을 촬영하고 이를 화상으로 저장하며, 형상 인식기는 촬영된 화상에서 운전자의 얼굴과 눈의 위치를 인식한다.
또한 인식부(31)는 단말기를 구비하여 운전자(10)의 신체 정보를 단말기를 통해서 인식할 수 있다. 한 번 인식된 운전자(10)의 신체 정보는 인식부에 저장되어 지속적으로 사용될 수 있다. 단말기를 통하여 운전자(10)의 신체 정보를 인식하는 경우에는 운전자(10)의 눈 위치는 입력된 운전자(10)의 신체 정보를 통해서 추정된다.
분석부(32)는 인식부(31)에서 전달된 운전자(10)의 신체 정보와 등받이(23)의 각도를 바탕으로 운전자(10)의 눈 위치 변화량을 연산한다. 운전자(10)가 최초 차량에 탑승한 후, 등받이(23)의 각도를 변화시킬 경우 운전자(10)의 눈 위치가 변하게 된다. 분석부(32)는 좌석의 변화에 따른 운전자(10)의 눈 위치 변화를 산출한다. 이를 위해서 분석부(32)는 등받이(23)의 경사를 측정하는 센서를 포함할 수 있다.
분석부(32)는 하기 [수학식 1]을 통해서 눈 위치의 전후방향 변화량을 산출한다. 여기서 h (mm)는 운전자의 최초 눈 높이, θ(°)는 최초 좌석 등받이의 경사각, α(°)는 좌석 등받이의 각도 변화량, △x(mm)는 눈 위치의 전후방향 변화량을 나타낸다.
[수학식 1]
Figure 112013094431504-pat00005
또한, 분석부(32)는 하기 [수학식 2]를 통해서 눈 위치의 상하방향 변화량(?z)을 산출한다.
[수학식 2]
Figure 112013094431504-pat00006
이송부(35)는 좌석(20)을 전후, 상하로 이송시키며, 좌석(20)의 이송을 위한 복수 개의 액츄에이터를 구비할 수 있다. 이송부(35)는 운전자(10)의 눈 위치를 최초의 위치로 이송할 수 있도록 좌석을 이송시킬 수 있다. 이송부(35)는 분석부(32)에서 산출된 눈 위치 변화량을 바탕으로 운전자의 눈 위치가 최초 위치로 이동할 수 있도록 좌석(20)을 이동시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법의 흐름도이며, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템에서 좌석 보정 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템에서 좌석 보정 후의 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법은 신체정보 인식 단계(S101)와 눈 위치 변화량 검출 단계(S102), 및 좌석 위치 이동 단계(S103)를 포함한다.
신체정보 인식 단계(S101)는 인식부(31)를 통해서 운전자(10)의 신체정보를 인식한다. 신체정보는 운전자(10)의 앉은 눈 위치를 포함하는 앉은 키, 몸무게, 키 등을 포함한다. 신체정보 인식 단계(S101)는 카메라 등을 이용하여 운전자(10)의 신체정보를 인식하고 저장할 수 있다. 이 때 인식부(31)는 카메라를 통해서 촬영된 화상에서 운전자의 얼굴과 눈을 식별하여 차량 내부에서 운전자(10)의 눈의 위치 좌표를 추출한다. 또한, 신체정보 인식 단계(S101)는 운전자(10)가 입력한 키, 앉은 키, 몸무게 등의 신체 정보를 통해서 운전자(10)의 앉은 눈 위치를 추정할 수 있다.
눈 위치 변화량 검출 단계(S102)에서 분석부(32)는 이용하여 좌석(20)의 등받이(23)의 경사각을 입력 받아 운전자(10)의 눈 위치 변화량을 산출한다. 좌석(20)의 등받이(23)는 운전자(10)의 수동 조절에 의하여 이동할 수 있으며, 설정된 프로그램에 따라 자동으로 조절될 수 있다.
눈 위치 변화량 검출 단계(S102)는 좌석 등받이 경사 조절 단계를 포함할 수 있다. 등받이 경사 조절 단계에서 좌석(20)의 등받이(23)는 분석부(32)에 저장된 프로그램에 따라 액츄에이터에 의하여 설정된 경사각으로 조절되며 등받이(23)의 경사는 운전자(10)의 피로를 감소시키기 위해 설계된 프로그램에 따라 최적의 각도로 조절된다.
눈 위치 변화량 검출 단계(S102)에서는 프로그램에 설정된 등받이(23)의 경사에 따라 변화된 운전자(10)의 눈 위치를 검출한다. 또한 운전자(10)가 수동으로 등받이(23)의 경사를 조절하는 경우에는 좌석(20)에 설치된 센서로부터 등받이(23)의 경사각에 대한 정보를 전달받아서 좌석 등받이(23)의 경사에 따른 운전자(10)의 눈 위치 정보를 산출한다.
운전자(10)의 최초 앉은 눈 높이(h; 단위: mm)와 최초 좌석 등받이(23)의 경사각(θ; 단위: °) 및 좌석 등받이(23)의 각도 변화량(α 단위: °)을 이용하여 아래의 [수학식 1] 및 [수학식 2]와 같이 눈 위치 변화량을 산출될 수 있다. 본 기재에서 최초라 함은 등받이의 경사각이 변경되기 이전의 상태를 의미한다.
수학식 1에서 △x는 눈 위치의 전후방향 변화량이며, 수학식 2에서 △z는 눈 위치의 상하방향 변화량이다. 따라서 [수학식 1]을 이용하여 눈 위치의 전후방향 변화량을 산출할 수 있으며, [수학식 2]를 이용하여 눈 위치의 상하방향 변화량을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013094431504-pat00007
[수학식 2]
Figure 112013094431504-pat00008
좌석 위치 이동 단계(S103)에서 이송부(35)는 눈 위치 검출 단계에서 측정된 눈위치 변화량을 기초로 하여 좌석(20)의 위치를 변화시킨다. 좌석 위치 이동 단계(S103)에서는 눈 위치를 등받이(23)의 경사각이 조절되기 이전의 최초 위치로 이동시킨다.
좌석 위치 이동 단계(S103)에서는 액츄에이터를 이용하여 좌석(20)의 위치를 전후 방향과 상하 방향으로 이동시키며 운전자(10)는 등받이(23)의 경사 변화에도 불구하고 최적의 시야각을 확보할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 최초 눈의 위치가 (X1, Z1)이고, 좌석의 위치가 (X2, Z2)일 때, 등받이의 각도를 조절하면 눈의 위치가 최초 위치에서 이동하게 되나, 좌석의 위치를 (X3, Z3)으로 이동시키면 눈의 위치를 최초 위치인 (X1, Z1)으로 이동시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 좌석 조절 시스템 10: 운전자
20: 좌석 21: 하부 시트
23: 등받이 31: 인식부
32: 분석부 35: 이송부

Claims (14)

  1. 운전자의 신체 정보와 눈의 위치를 인식하는 인식부;
    상기 인식부에 연결되며 좌석의 변화에 따라 운전자 눈의 위치 변화를 산출하는 분석부; 및
    상기 좌석을 이동시키는 이송부;
    를 포함하며,
    운전자의 최초 눈 높이를 h, 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ, 좌석 등받이의 각도 변화량을 α, 눈 위치의 전후방향 변화량을 △x라 할 때, 상기 분석부는 눈 위치의 전후방향 변화량을 하기 [수학식 1]을 통해서 산출하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템
    [수학식 1]
    Figure 112015017809847-pat00017
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인식부는 카메라와 형상 인식기를 포함하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인식부는 운전자의 신체 정보 입력을 위한 단말기를 구비하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 분석부는 좌석의 등받이 경사각을 측정하는 센서를 포함하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    운전자의 최초 눈 높이를 h, 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ, 좌석 등받이의 각도 변화량을 α, 눈 위치의 상하방향 변화량을 △z라 할 때, 상기 분석부는 눈 위치의 상하방향 변화량을 하기 [수학식 2]를 통해서 산출하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템
    [수학식 2]
    Figure 112015017809847-pat00010
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 이송부는 상기 분석부에서 측정된 눈 위치 변화량을 보상할 수 있도록 상기 좌석을 이송시키는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 시스템.
  8. 인식부를 통해서 운전자의 눈 위치 정보를 포함하는 운전자의 신체정보를 인식하는 운전자의 신체정보 인식 단계;
    좌석의 등받이 경사각 변화에 따른 눈 위치의 변화를 검출하는 눈 위치 변화량 검출 단계; 및
    좌석을 이동시켜서 눈의 위치를 보정하는 좌석 위치 이동 단계;
    를 포함하며,
    상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서, 운전자의 최초 눈 높이를 h, 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ, 좌석 등받이의 각도 변화량을 α, 눈 위치의 전후방향 변화량을 △x라 할 때, 눈 위치의 전후방향 변화량을 하기 [수학식 1]을 통해서 산출하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법
    [수학식 1]
    Figure 112015017809847-pat00018
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 신체정보 인식 단계에서는 카메라와 형상 인식기를 이용하여 운전자의 눈 위치를 인식하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 신체정보 인식 단계에서는 운전자의 신체 정보 입력을 위한 단말기를 통해서 운전자의 신체 정보를 입력 받는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서는 센서를 통해서 좌석의 등받이 경사각을 측정하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 눈 위치 변화량 검출 단계는 좌석 등받이 경사 조절 단계를 포함하며, 상기 좌석 등받이 경사 조절 단계는 좌석의 등받이를 설정된 프로그램에 따라 액츄에이터에 의하여 기 설정된 경사각으로 조절하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법.
  13. 삭제
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 눈 위치 변화량 검출 단계에서, 운전자의 최초 눈 높이를 h, 최초 좌석 등받이의 경사각을 θ, 좌석 등받이의 각도 변화량을 α, 눈 위치의 상하방향 변화량을 △z라 할 때, 눈 위치의 상하방향 변화량을 하기 [수학식 2]를 통해서 산출하는 눈 위치 보정을 위한 차량 좌석 조절 방법
    [수학식 2]
    Figure 112015017809847-pat00012
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