KR101548868B1 - Apparatus and method for controlling safety driving of vehicle based on brain wave signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치에 관한 것으로서, 예컨대, 운전자의 뇌파 신호를 이용하여 차량의 안전 운전을 제어하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for controlling a safe driving of a vehicle, and more particularly to a technique for controlling safe driving of a vehicle by using an EEG signal of a driver.
대한민국 자동차 시장은 2010년부터 2012년까지 꾸준히 자동차의 수요가 2010년에는 13%, 2011년에는 4.3% 및 2012년에는 4.4%가 각각 증가했다. 이는 대한민국 자동차 시장뿐만 아니라 세계 자동차 시장도 같은 기간 자동차의 수요가 증가 하였다. 대한민국은 세계 5위의 자동차 생산국이며, 2012년 OECD 31개 국가 중 28위의 세계 10대 경제 대국임에도 불구하고, 연간 교통사고 사망률은 인구 10만 명당 사망자는 연간 11.3명이다. 대한민국은 자동차 1만대 당 사망자 수가 OECD의 타 국가의 연간 교통사고 사망률 평균의 두 배가 넘는다. 대한민국은 교통사고로 인해 소비되는 사회적 비용이 GDP의 1%이며, 국가 예산의 6%를 넘는 비용을 소비하고, OECD 가입 국가들로부터 교통 후진국으로 평가받고 있다. 따라서 운전자의 상태를 측정하고, 측정된 운전자의 상태를 자동차에 피드백하여 교통사고를 예방할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. The Korean auto market has steadily increased by 13% in 2010, 4.3% in 2011, and 4.4% in 2012 from 2010 to 2012, respectively. This has led to an increase in the demand for automobiles in the Korean automobile market as well as the global automobile market. Korea is the world's fifth-largest producer of automobiles. Despite being the world's 10th largest economy in the world among the 31 OECD member economies in 2012, the annual traffic accident death rate is 11.3 deaths per 100,000 population per year. In Korea, the death toll per 10,000 cars is more than twice the average annual death toll in other OECD countries. In the Republic of Korea, social expenditure due to traffic accidents is 1% of GDP, consumes more than 6% of the national budget, and is regarded as an underdeveloped country by OECD member countries. Therefore, it is required to develop a technology that measures the driver 's condition and feeds back the measured driver' s condition to the car to prevent traffic accidents.
본 발명의 실시예는 운전자의 뇌파를 실시간 측정하고, 측정된 뇌파를 분석을 통해 운전자의 상태를 파악하여 안전 운전을 위한 차량 제어 신호를 제공할 수 있는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.The embodiment of the present invention controls the safe operation of the vehicle using the EEG signal that can measure the EEG of the driver in real time and analyze the measured EEG signal to provide the vehicle control signal for safe driving The present invention also provides an apparatus and a method for controlling a display device.
또한, 본 발명의 실시예는 측정된 운전자의 뇌파로부터 운전자의 상태를 졸음, 흥분 및 음주 중 하나의 상태로 분류하고, 각 상태에 대응하는 안전 운전을 위한 차량 제어 신호를 제공할 수 있는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the embodiment of the present invention classifies the driver's state into one of the states of sleepiness, excitement, and drinking from the measured brain waves of the driver and outputs an EEG signal capable of providing a vehicle control signal for safe operation corresponding to each state The present invention also provides an apparatus and method for controlling the safe operation of a vehicle using the same.
본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치는, 운전자로부터 뇌파를 측정하여, 뇌파 신호를 실시간 생성하는 뇌파 추출기; 운전자의 상태를 복수 개의 상태 중 하나의 상태로 분류 가능한 정보를 나타내는 운전자 상태 범위 정보 및 알코올 농도 델타파값이 미리 저장된 저장부; 차량의 오디오, 비상등 및 시동을 제어할 수 있는 차량 제어부; 및 상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 생성하고, 생성된 상기 뇌파 신호로부터 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 추출하며, 상기 추출된 복수 개의 뇌파 신호들의 평균값을 산출하며, 상기 산출된 평균값과 상기 운전자 상태 범위 정보로부터 상기 운전자의 상태를 상기 복수 개의 상태 중 하나의 상태로 판단하고, 판단된 상기 하나의 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하며, 상기 차량 제어부를 통해 상기 생성된 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오, 상기 비상등 및 상기 시동 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.An apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention includes an EEG extractor for measuring an EEG from a driver and generating an EEG signal in real time; A storage unit in which driver state range information and alcohol concentration delta wave values indicating information that can divide the driver's state into one of a plurality of states are stored in advance; A vehicle control unit capable of controlling audio, emergency, and start of the vehicle; And generating an EEG signal through the EEG extractor, extracting a plurality of EEG signals from the generated EEG signal, calculating an average value of the extracted EEG signals, calculating the average value of the extracted EEG signals, And a vehicle control signal generating unit that generates a vehicle control signal corresponding to the determined one of the plurality of states based on the vehicle control signal generated by the vehicle control unit, And a controller for controlling operations of at least one of the emergency light and the start-up.
상기 복수 개의 뇌파 신호들은, 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 포함할 수 있다.The plurality of EEG signals may be selected from the group consisting of a Delta Wave, a Theta Wave, a Low Alpha Wave, a High Alpha Wave, a Low Beta Wave, (High Beta Wave), a Low Gamma Wave, and a Mid Gamma Wave.
상기 평균값은, 상기 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 엔디안(little endian) 형식의 8개의 3바이트(byte) 부호없는 정수의 포맷(format)의 디지털 데이터의 값들로 변환 한 후, 상기 변환된 디지털 데이터 값들의 총합을 상기 복수 개의 뇌파 신호들의 개수로 나눈 값으로 산출될 수 있다.Wherein the average value is obtained by converting the plurality of EEG signals into digital data values of eight 3-byte unsigned integer format in a little endian format that each represents an unsigned integer, And the sum of the converted digital data values is divided by the number of the plurality of EEG signals.
상기 복수 개의 상태는, 졸음 상태, 평시 상태, 흥분 상태 및 음주 상태를 포함할 수 있다.The plurality of states may include a drowsy state, a normal state, an excited state, and a drinking state.
상기 제어부는, 상기 운전자의 상태가 음주 상태가 아닌 경우로 판단되면, 상기 차량 제어부를 통해 시동 온 상태를 허용하며, 상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 재생성하고, 재생성된 상기 뇌파 신호로부터 산출된 평균값과 상기 운전자 상태 범위 정보로부터 상기 졸음 상태 또는 상기 흥분 상태 중 하나의 상태로 분류하고, 상기 분류된 졸음 상태 또는 상기 흥분 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하며, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하는 것을 더 수행할 수 있다.Wherein the control unit permits a start-on state through the vehicle control unit, regenerates an EEG signal through the EEG extractor, determines an average value of the EEG calculated from the regenerated EEG signal, And generating a vehicle control signal corresponding to the classified drowsy state or the excited state by classifying the driver state range information into one of the drowsy state or the excited state, And controlling the operation of the audio or the emergency light according to the control signal.
상기 제어부는, 상기 운전자의 상태가 음주 상태로 판단되면, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단하고, 상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 음주 상태 차량 제어 신호를 생성하고, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 음주 상태 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하며, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 상기 운전자에게 음주 운전을 못하도록 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성하고, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 차량 가시동 유지 신호에 따라 차량의 시동을 제어하는 것을 더 수행할 수 있다.Wherein the control unit determines whether the driver's blood alcohol concentration is less than an allowable blood alcohol concentration when the driver's condition is determined to be a drinking state and if the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration, And controls the operation of the audio or the emergency light according to the drinking state vehicle control signal generated through the vehicle control unit. When the driver's alcohol concentration is equal to or higher than the permissible blood alcohol concentration, the driver is prevented from drinking driving Generating a vehicle activation signal including command information for limiting the startup state, and controlling the starting of the vehicle in accordance with the vehicle activation signal generated through the vehicle control unit.
상기 제어부는, 상기 평균값을 구성하는 상기 복수 개의 뇌파 신호들 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값이 상기 혈중 알코올 농도 델타파값 미만의 값을 갖는지 판단하여, 상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단할 수 있다.Wherein the control unit determines whether the digital data value converted from the delta wave among the plurality of EEG signals constituting the average value has a value less than the blood alcohol concentration delta wave value so that the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration .
본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법은, 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 생성하는 단계; 생성된 상기 뇌파 신호로부터 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계; 상기 음주 상태가 아닌 경우, 차량의 시동 온 상태를 허용하는 단계; 상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 재생성하는 단계; 재생성된 상기 뇌파 신호로부터 운전자의 상태를 졸음 상태 또는 흥분 상태를 분류하는 단계; 상기 분류된 졸음 상태 또는 흥분 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 차량 제어 신호에 따라 상기 차량의 오디오 또는 비상등의 동작을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention includes generating EEG signals through an EEG extractor; Determining a drunk state of the driver from the generated EEG signal; Allowing the vehicle to be turned on when the vehicle is not in the drinking state; Regenerating an EEG signal through the EEG extractor; Classifying the driver's state into a drowsy state or an excited state from the regenerated EEG signal; Generating a vehicle control signal corresponding to the classified drowsy state or excited state; And controlling operation of the audio or emergency light of the vehicle according to the generated vehicle control signal.
상기 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법은, 상기 음주 상태인 경우, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단하는 단계; 상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하는 단계; 및 상기 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 차량의 가시동 상태를 유지하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.The method for controlling safe operation of a vehicle using the EEG signal includes the steps of: determining whether a blood alcohol concentration of the driver is less than an allowable blood alcohol concentration in the drinking state; Controlling the operation of the audio or the emergency light when the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration; And maintaining the active state of the vehicle when the blood alcohol concentration is equal to or higher than an allowable blood alcohol concentration; As shown in FIG.
상기 차량의 가시동 상태를 유지하는 단계는, 상기 운전자가 음주 운전을 못하도록 상기 차량의 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 상기 차량 가시동 유지 신호에 따라 상기 차량의 시동을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of maintaining the active state of the vehicle includes the steps of generating a vehicle activation signal including command information for limiting the starting state of the vehicle so as to prevent the driver from drunk driving; And controlling the starting of the vehicle in accordance with the generated vehicle activation signal.
상기 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법은, 상기 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계 이전에, 상기 제1 뇌파 신호로부터 각 고유한 주파수 대역을 가지는 복수 개의 뇌파 신호들을 추출하는 단계; 추출된 상기 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 엔디안(little endian) 형식의 8개의 3바이트(byte) 부호없는 정수의 포맷(format)의 디지털 데이터의 값들로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 디지털 데이터 값들의 총합을 상기 복수 개의 뇌파 신호들의 개수로 나눠 평균값을 산출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A method for controlling safe operation of a vehicle using the EEG signal includes extracting a plurality of EEG signals having respective unique frequency bands from the first EEG signal before determining a drunk state of the driver; Converting the extracted plurality of EEG signals into digital data values of eight 3-byte unsigned integer format in a little endian format that each represents an unsigned integer; And calculating an average value by dividing the total of the converted digital data values by the number of the plurality of EEG signals.
상기 복수 개의 뇌파 신호들은, 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 포함할 수 있다.The plurality of EEG signals may be selected from the group consisting of a Delta Wave, a Theta Wave, a Low Alpha Wave, a High Alpha Wave, a Low Beta Wave, (High Beta Wave), a Low Gamma Wave, and a Mid Gamma Wave.
상기 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계는, 산출된 평균값이 저장부에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된 음주 상태 범위의 평균값들에 포함되는지를 판단할 수 있다.The step of determining the driver's drinking state may determine whether the calculated average value is included in the average values of the drinking state range included in the driver state range information stored in advance in the storage unit.
상기 졸음 상태 또는 흥분 상태를 분류하는 단계는, 재생성된 상기 뇌파 신호로부터 산출된 평균값이 저장부에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된 졸음 상태 범위의 평균값들 또는 흥분 상태 범위의 평균값들에 포함되는지를 판단할 수 있다.The classifying of the drowsiness state or the excitement state may include classifying the average value calculated from the regenerated EEG signal into average values of the drowsiness state range included in the driver state range information previously stored in the storage unit or average values of the excitation state range Can be determined.
본 발명의 실시예에 따르면, 운전자의 뇌파를 실시간 측정하고, 측정된 뇌파로부터 8가지 뇌파 신호를 추출하고 평균값을 산출하며, 산출된 평균값을 대상으로 분석을 통해 운전자의 상태를 파악하여 안전 운전을 위한 차량 제어 신호를 제공하는 기능을 수행할 수 있는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the EEG is measured in real time, eight EEG signals are extracted from the measured EEG signals, an average value is calculated, and the driver's state is analyzed through the analysis of the calculated average value. And an apparatus and method for controlling the safe operation of the vehicle using the EEG signal capable of performing the function of providing the vehicle control signal for the EEG signal.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 산출된 평균값으로부터 운전자의 상태를 졸음, 흥분 및 음주 중 하나의 상태로 분류하고, 각 상태에 대응하는 안전 운전을 위한 차량 제어 신호를 제공하는 기능을 수행할 수 있는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a function of classifying the driver's state into one of drowsiness, excitement, and alcohol is calculated from the calculated average value, and a vehicle control signal for safe driving corresponding to each state is provided The present invention can provide an apparatus and method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 운전자의 상태가 음주 상태인 경우, 이를 허용 혈중 알코올 농도 미만 또는 이상 상태로 분류하고, 각 상태에 대응하는 안전 운전을 위한 차량 제어 신호를 제공하는 기능을 수행할 수 있는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the driver's state is a drinking state, the controller classifies the alcohol state into an alcohol state below an allowable blood alcohol concentration or an abnormal state, and provides a vehicle control signal for safe operation corresponding to each state The present invention can provide an apparatus and method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal.
도 1은 본 발명에 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치를 도시하는 블록도.
도 2 (a) 및 (b)는 본 발명에 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법을 도시하는 흐름도.
도 3은 본 발명에 실시예에 따른 운전자의 상태에 따른 뇌파의 파형의 평균값 중 최고값을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 실시예에 따른 운전자의 상태에 따른 뇌파의 파형의 평균값 중 최소값을 나타내는 그래프.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention.
2 (a) and 2 (b) are flowcharts illustrating a method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the highest value among average values of waveforms of brain waves according to the driver's condition according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a graph illustrating a minimum value of average values of waveforms of brain waves according to the driver's condition according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members performing substantially the same function.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software .
본 발명의 실시예에 따른 저장부는 기록 매체로서 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 펀치 카드(punch card), 페이퍼 테이프(paper tape), 피롬(PROM: Programmable Read-Only Memory), 이피롬(EPROM: Erasable PROM), 플래시-이피롬(FLASH-EPROM),롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), CD(Compact Disk), CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory), DVD(Digital Video Disk)―ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크(floppy disk), 플렉서블 디스크(flexible disk), 광 데이터 저장 장치, 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드스테이트 드라이브(SSD), 솔리드스테이트 하이브리드 드라이브(SSHD) 및 임베디드 멀티미디어 카드(eMMC: embedded Multi Media Card) 등을 포함할 수 있다. 또한 케리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함할 수 있다.The storage unit according to an embodiment of the present invention may include all kinds of recording media in which programs and data are stored so that the storage medium can be read by a computer system. For example, a punch card, a paper tape, a programmable read-only memory (PROM), an erasable programmable read-only memory (EPROM), a flash-EPROM, Read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a compact disk (CD), a compact disk read-only memory (CD-ROM), a digital video disk (DVD) , A flexible disk, an optical data storage device, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a solid state hybrid drive (SSHD), and an embedded multimedia card (eMMC) . And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet).
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치 및 방법의 이해를 돕기위해 다음과 같이 용어를 설명한다.First, the following terms will be explained in order to facilitate understanding of an apparatus and method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호(elect roencephalography, EEG)는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치가 구비된 뇌파 추출기를 통해 운전자로부터 뇌파를 측정하여 생성된 전기적 신호 파형을 의미할 수 있다.EEG (Electroencephalography) according to an embodiment of the present invention refers to an electrical signal waveform generated by measuring an EEG from a driver through an EEG extractor equipped with an apparatus for controlling a safe operation of a vehicle using an EEG signal .
또한, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치는 운전자로부터 측정된 뇌파 신호를 통해 운전자의 상태를 평시 상태, 졸음 상태, 흥분 상태 및 음주 상태 등의 4가지 상태로 각각 분류할 수 있다.In addition, an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention can detect the state of the driver through four signals of EEG measured by a driver, such as a normal state, a drowsy state, Respectively.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 운전자의 음주 상태는 다시 허용 혈중 알코올 농도 미만 상태 또는 허용 혈중 알코올 농도 이상 상태로 분류될 수 있다.In addition, the driver's drinking state according to the embodiment of the present invention may be classified into a state below the permissible blood alcohol concentration or a state with the permissible blood alcohol concentration abnormality.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치는 운전자로부터 측정된 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 추출할 수 있다. 8가지 종류의 뇌파 신호들은 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 포함할 수 있으며, 각 뇌파 신호는 고유한 주파수 대역을 가질 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치는 운전자로부터 측정된 뇌파 신호로부터 각 고유한 주파수 대역에 해당하는 신호들을 각각 분리하여 8가지 종류의 뇌파 신호들의 추출할 수 있다.In addition, an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention can extract eight types of EEG signals from EEG signals measured by a driver. The eight types of EEG signals include Delta Wave, Theta Wave, Low Alpha Wave, High Alpha Wave, Low Beta Wave, (High Beta Wave), a Low Gamma Wave, and a Mid Gamma Wave, and each EEG signal may have a unique frequency band. For example, an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention separates signals corresponding to respective unique frequency bands from EEG signals measured by a driver, Can be extracted.
본 발명의 실시예에 따른 8가지 종류의 뇌파 신호들은 부호가 없는 정수를 나타내는 디지털 데이터 값들로 변환될 수 있다. 디지털 데이터의 값은 엔디안(little endian) 형식의 8개의 3바이트(byte) 부호없는 정수의 포맷(format)으로 표현될 수 있다. Eight kinds of EEG signals according to the embodiment of the present invention can be converted into digital data values representing an unsigned integer. The value of the digital data can be represented by a format of eight 3-byte unsigned integers in a little endian format.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 저장부는 설정 주기 정보, 설정 횟수 정보, 운전자 상태 범위 정보 및 허용 혈중 알코올 농도 델타파값을 미리 저장할 수 있다.Also, the storage unit according to the embodiment of the present invention may store the setting cycle information, the setting frequency information, the driver condition range information, and the permissible blood alcohol concentration delta wave value in advance.
본 발명의 실시예에 따른 설정 주기 정보는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치가 운전자로부터 측정한 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 추출하고, 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 나타내는 디지털 데이터 값들의 총합을 산출하고, 산출된 총합의 평균값을 산출하는 주기를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.The set period information according to the embodiment of the present invention is a device for controlling the safe operation of the vehicle using the EEG signal according to the embodiment of the present invention extracts 8 types of EEG signals from the EEG signals measured by the driver, The total sum of the digital data values each representing eight types of EEG signals and calculating a mean value of the calculated total sum may be included.
본 발명의 실시예에 따른 설정 횟수 정보는 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치가 운전자로부터 측정한 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 추출하고, 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 나타내는 디지털 데이터 값들의 총합을 산출하고, 설정된 주기에 따라 산출된 총합의 평균값을 산출하는 횟수를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.The set frequency information according to the embodiment of the present invention is a device for controlling the safe operation of the vehicle using the EEG signal according to the embodiment of the present invention extracts eight types of EEG signals from the EEG signal measured by the driver, The total number of digital data values representing eight types of EEG signals, and the number of times of calculating the average value of the total sum calculated according to the set period.
본 발명의 실시예에 따른 평균값은 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치가 운전자로부터 측정한 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 추출하고, 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 나타내는 디지털 데이터 값들의 총합을 산출하고, 설정된 주기에 따라 산출된 총합에 1/8을 곱하여 산출될 수 있다.The apparatus for controlling the safe operation of the vehicle using the EEG signal according to the embodiment of the present invention extracts 8 types of EEG signals from the EEG signals measured by the driver, The total sum of the digital data values representing the different types of EEG signals, and multiplying the total sum calculated according to the set period by 1/8.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 평균값은 설정 주기 정보가 나타내는 미리 설정된 주기 동안, 설정 횟수 정보가 나타내는 설정 횟수만큼 복수 개가 산출될 수 있다. In addition, the average value according to the embodiment of the present invention can be calculated a plurality of times by a preset number of times indicated by the setting number information during a predetermined period indicated by the setting period information.
본 발명의 실시예에 따른 최대 평균값은 산출된 복수 개의 평균값들 중 최대값을 가지는 평균값을 의미한다.The maximum average value according to an embodiment of the present invention means an average value having a maximum value among a plurality of calculated average values.
본 발명의 실시예에 따른 최소 평균값은 산출된 복수 개의 평균값들 중 최소값을 가지는 평균값을 의미한다.The minimum average value according to an embodiment of the present invention means an average value having a minimum value among a plurality of calculated average values.
본 발명의 실시예에 따른 운전자 상태 범위 정보는 운전자의 각 상태를 나타내는 최소 평균값 이상 내지 최대 평균값 이하의 값들의 정보를 포함할 수 있다.The driver state range information according to the embodiment of the present invention may include information of values of a minimum average value or a maximum average value or less of the respective states of the driver.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 운전자 상태 범위 정보는 졸음 상태 범위의 평균값 정보, 평시 상태 범위의 평균값 정보, 흥분 상태 범위의 평균값 정보 및 음주 상태의 평균값 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. In addition, the driver status range information according to the embodiment of the present invention may include at least one of average value information of the drowsiness state range, average value information of the normal state range, average value information of the excitement state range, and average value information of the drinking state .
본 발명의 실시예에 따른 졸음 상태 범위의 평균값 정보는 운전자의 졸음 상태를 나타내는 최소 평균값 이상 내지 최대 평균값 이하의 값을 갖는 평균값들의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 졸음 상태 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들은 평시 상태 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들보다 작은 디지털 데이터 값을 가질 수 있다.The average value information of the drowsiness state range according to the embodiment of the present invention may include information of average values having a value greater than or equal to a minimum average value indicating a drowsy state of the driver. In addition, the average values included in the average value information of the drowsiness state range may have digital data values smaller than the average values included in the average value information of the normal state range.
본 발명의 실시예에 따른 평시 상태의 범위의 평균값 정보는 운전자의 평시 상태를 나타내는 최소 평균값 이상 내지 최대 평균값 이하의 값을 가지는 평균값들의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 평시 상태의 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들은 졸음 상태 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들을 초과 내지 음주 상태 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들 또는 흥분 상태 범위의 평균값 정보에 포함된 평균값들 미만의 값을 가지는 디지털 데이터 값들을 가질 수 있다.The average value information of the range of the non-normal state according to the embodiment of the present invention may include information of average values having a value from a minimum average value to a maximum average value that indicate a driver's normal condition. The average values included in the average value information of the range of the normal state include average values included in the average value information of the range of the average value of the drowsiness state range or the average value of the information about the average value of the excitement state range, Lt; RTI ID = 0.0 > value. ≪ / RTI >
본 발명의 실시예에 따른 음주 상태의 범위의 평균값들을 구성하는 8가지 뇌파 신호 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값들은 흥분 상태의 범위의 평균값들을 구성하는 8가지 뇌파 신호 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값들을 초과하는 값들을 가질 수 있다.The digital data values converted from the delta waves among the eight EEG signals constituting the average values of the range of the drinking state according to the embodiment of the present invention are converted from the delta waves among the eight EEG signals constituting the average values of the excitation state, May have values that exceed the data values.
본 발명의 실시예에 따른 혈중 알코올 농도 델타파값은 8가지 뇌파 신호 중 도로 교통법상 허용된 혈중 알코올 농도를 나타내는 델타파가 변환된 디지털 데이터 값을 의미할 수 있다. The blood alcohol concentration delta wave value according to the embodiment of the present invention may mean a digital data value that is a delta wave-converted digital data value indicating the blood alcohol concentration allowed in the Road Traffic Law among eight EEG signals.
본 발명의 실시예에 따른 시동 온 상태는 차량의 시동을 걸 수 있는 상태를 나타낼 수 있다. The start-on state according to the embodiment of the present invention may indicate a state in which the vehicle can be started.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치에 대하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치를 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)는 뇌파 추출기(110), 저장부(120), 제어부(130) 및 차량 제어부(140)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an
뇌파 추출기(110)는 제어부(130)의 제어에 따라 운전자로부터 뇌파를 측정하여 뇌파 신호를 실시간 생성할 수 있다. 예컨대, 뇌파 추출기(110)는 운전자가 운전에 방해받지 않도록 웨어러블 장치로 구현되어 제어부(130)의 제어에 의해 운전자의 뇌파를 측정하고, 측정된 운전자의 뇌파가 전기적 신호로 변환된 뇌파 신호를 생성하며 제어부(130)로 전달할 수 있다. The
또한, 뇌파 추출기(110)는 제어부(130)의 제어에 따라 생성된 뇌파 신호를 무선 통신 방식뿐 만아니라 제어부(130)와 연결된 유선 케이블을 통해 전달할 수 있다.The
저장부(120)는 설정 주기 정보, 설정 횟수 정보, 운전자 상태 범위 정보 및 허용 혈중 알코올 농도 델타파값을 미리 저장할 수 있다. The
운전자 상태 범위 정보는 운전자의 상태를 복수 개의 상태 중 하나의 상태로 분류 가능한 정보를 나타낼 수 있다. 복수 개의 상태는 졸음 상태, 평시 상태, 음주 상태 및 흥분 상태를 포함할 수 있다.The driver state range information may indicate information that can classify the driver's state into one of a plurality of states. The plurality of states may include a drowsy state, a normal state, a drinking state, and an excited state.
또한, 운전자 상태 범위 정보는 졸음 상태를 판단하기 위한 졸음 상태 범위의 평균값 정보, 평시 상태를 판단하기 위한 평시 상태 범위의 평균값 정보, 흥분 상태를 판단하기 위한 흥분 상태 범위의 평균값 정보 및 음주 상태를 판단하기 위한 음주 상태의 평균값 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.Further, the driver state range information includes average value information of the drowsiness state range for determining the drowsiness state, average value information of the normal state range for determining the normal state, average value information of the excitation state range for determining the excitation state, And the average value information of the drinking state to be used.
차량 제어부(140)는 제어부(130)의 제어에 따라 차량의 오디오를 제어할 수 있는 오디오 제어부(141), 차량의 비상등을 제어할 수 있는 비상등 제어부(142) 및 차량의 시동을 제어할 수 있는 시동 제어부(143)을 포함할 있다.The
제어부(130)는 뇌파 처리부(131), 운전자 상태 분류부(132), 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133) 및 차량 제어 신호 생성부(134)를 포함할 수 있다.The
뇌파 처리부(131)는 뇌파 추출기(110)를 통해 뇌파 신호를 생성하고, 생성된 뇌파 신호로부터 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 추출할 수 있다. 예컨대, 뇌파 처리부(131)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 뇌파 신호를 생성하고, 뇌파 추출기(110)로부터 생성된 뇌파 신호를 전달받아 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 추출할 수 있다. 복수 개의 뇌파 신호들은 델타파, 세타파, 로우 알파파, 하이 알파파, 로우 베타파, 하이 베타파, 로우 감마파 및 미들 감마파로 구성되는 8가지 종류의 뇌파 신호들을 포함할 수 있다. 또한, 뇌파 처리부(131)는 추출된 복수 개의 뇌파 신호들을 저장부(120)에 실시간 저장할 수 있다.The
그 후, 뇌파 처리부(131)는 추출된 복수 개의 뇌파 신호들로부터 평균값을 산출할 수 있다. 예컨대, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 디지털 데이터 값들로 변환할 수 있다. 그 후, 뇌파 처리부(131)는 변환된 각각의 디지털 데이터 값들의 총합을 산출하고, 산출된 총합에 1/8을 곱하여 평균값을 산출할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 뇌파 처리부(131)는 산출된 평균값을 운전자 상태 분류부(132)로 전달할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 운전자 상태 분류부(132)는 뇌파 처리부(131)로부터 전달받은 평균값과 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보로부터 운전자의 상태가 음주 상태인지 판단할 수 있다. 예컨대, 운전자 상태 분류부(132)는 뇌파 처리부(131)로부터 전달받은 평균값이 운전자 상태 범위 정보에 포함된 음주 상태의 평균값 정보 중 적어도 하나의 평균값과 일치하면, 운전자의 상태를 음주 운전 상태로 판단할 수 있다. Thereafter, the driver
상기 판단 결과, 운전자가 음주 상태가 아닌 경우, 운전자 상태 분류부(132)는 음주 상태가 아님을 나타내는 미음주 상태 신호를 생성하여 차량 제어 신호 생성부(134)로 전달 할 수 있다.As a result of the determination, if the driver is not in a drinking state, the driver
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 차량의 시동을 허용하는 시동 상태 허용 신호를 생성할 수 있다. 차량 제어 신호 생성부(134)는 생성된 시동 상태 허용 신호를 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)로 전송할 수 있다. 시동 상태 허용 신호는 차량의 설치된 다른 전자 장치가 운전자가 키박스에 키를 넣고 회전시키거나 시동과 관련된 신호를 생성할 경우, 이그니션 신호를 생성하여 전달하는 것을 허용하는 정보를 포함할 수 있다.Thereafter, the vehicle control
그 후, 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 시동 상태 허용 신호를 차량에 장작된 ECU(미도시)에 전달할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 뇌파 처리부(131)는 뇌파 추출기(110)로부터 뇌파 신호를 실시간 전달받고, 전달받은 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 추출할 수 있다. 또한, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들로부터 평균값을 산출할 수 있다.Then, the
그 후, 운전자 상태 분류부(132)는 전달 받은 평균값과 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보로부터 운전자의 상태를 졸음 상태, 평시 상태 및 흥분 상태로 분류할 수 있다. 또한, 운전자 상태 분류부(132)는 운전자의 졸음 상태를 나타내는 졸음 상태 신호 및 운전자의 흥분 상태를 나타내는 흥분 상태 신호 중 적어도 하나의 신호를 생성하여 차량 제어 신호 생성부(134)로 전달할 수 있다.Thereafter, the driver
또한, 운전자 상태 분류부(132)는 운전자의 상태를 졸음 상태로 분류시, 분류 시점으로부터 뇌파 추출기(110)를 통해 전후 3분간 측정된 뇌파 신호로부터 산출된 평균값을 사용할 수 있다.In addition, when classifying the driver's state into a drowsy state, the driver
또한, 운전자 상태 분류부(132)는 운전자의 상태를 흥분 상태로 분류시, 분류 시점으로부터 뇌파 추출기(110)를 통해 1분간 측정된 뇌파 신호로부터 산출된 평균값을 사용할 수 있다. In addition, when classifying the driver's state into an excited state, the
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 운전자 상태 분류부(132)로부터 졸음 상태 신호 및 흥분 상태 신호 중 적어도 하나의 신호를 전달받을 수 있다.Thereafter, the vehicle
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 졸음 상태 차량 제어 신호, 흥분 상태 차량 제어 신호, 음주 상태 차량 제어 신호 및 차량 가시동 유지 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Thereafter, the vehicle control
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 생성된 졸음 상태 차량 제어 신호, 흥분 상태 차량 제어 신호, 음주 상태 차량 제어 신호 및 차량 가시동 유지 신호 중 적어도 하나를 차량 제어부(140)로 전달할 수 있다.Thereafter, the vehicle control
졸음 상태 차량 제어 신호는 졸음 상태 신호에 대응하는 신호로서 차량에 구비된 오디오를 제어할 수 있는 오디오 제어 신호 및 차량에 구비된 비상등을 제어할 수 있는 비상등 제어 신호를 포함할 수 있다. The drowsy state vehicle control signal may include an audio control signal capable of controlling audio provided in the vehicle as a signal corresponding to the drowsy state signal and an emergency light control signal capable of controlling an emergency light provided in the vehicle.
흥분 상태 차량 제어 신호는 흥분 상태 신호에 대응하는 신호로서 차량에 구비된 오디오를 제어할 수 있는 오디오 제어 신호 및 차량에 구비된 비상등을 제어할 수 있는 비상등 제어 신호를 포함할 수 있다. The excitation state vehicle control signal may include an audio control signal capable of controlling audio provided in the vehicle as a signal corresponding to the excitation state signal and an emergency light control signal capable of controlling an emergency light provided in the vehicle.
졸음 상태 차량 제어 신호에 포함된 오디오 제어 신호는 차량 제어부(140)에 구비된 오디오 제어부(141)가 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받아, 전달 받은 오디오 제어 신호에 따라 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력하도록 명령하는 정보를 포함할 수 있다. The audio control signal included in the drowsy state vehicle control signal is received by the
졸음 상태 차량 제어 신호에 포함된 비상등 제어 신호는 차량 제어부(140)에 구비된 비상들 제어부(142)가 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받아, 전달 받은 비상등 제어 신호에 따라 차량에 구비된 비상등(미도시)을 통해 점멸을 반복하여 구동하도록 명령하는 정보를 포함할 수 있다.The emergency light control signal included in the drowsy state vehicle control signal is received by the
차량 제어부(140)에 구비된 오디오 제어부(141)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 오디오 제어 신호에 따라, 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력하도록 명령하는 정보를 포함할 수 있다. The
그 후, 차량 제어부(140)에 구비된 오디오 제어부(141)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 오디오 제어 신호에 따라, 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. The
그 후,차량 제어부(140)에 구비된 비상등 제어부(142)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 비상등 제어 신호에 따라, 차량에 구비된 비상등(미도시)을 통해 구동할 수 있다.Thereafter, the emergency
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 차량 제어부(140)에 구비된 시동 제어부(143)를 통해 차량이 시동이 오프 되었는지 판단할 수 있다. 차량의 시동이 온 상태이면, 운전자의 뇌파를 추출하는 동작을 재수행할 수 있다.Thereafter, the vehicle control
한편, 운전자가 음주 상태인 경우, 운전자 상태 분류부(132)는 운전자의 음주 상태를 나타내는 음주 상태 신호를 생성하고, 생성된 음주 상태 신호 및 뇌파 처리부(131)로부터 전달 받은 평균값을 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)로 전달할 수 있다.When the driver is in the drinking state, the driver
그 후, 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)는 운전자로부터 측정된 뇌파 신호로부터 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단할 수 있다. 예컨대, 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)는 전달 받은 음주 상태 신호를 통해 운전자가 음주 상태임을 인지하고, 운전자 상태 분류부(132)로부터 전달 받은 평균값들을 구성하는 8가지 뇌파 신호 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값이 저장부(120)에 미리 저장된 혈중 알코올 농도 델타파값 미만의 값을 갖는지 판단하여, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단할 수 있다.Thereafter, the permissible blood alcohol
상기 판단 결과, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)는 운전자가 허용 알코올 농도 미만의 음주를 했음을 나타내는 정보를 포함하는 허용 알코올 농도 미만 음주 상태 신호를 생성하여 차량 제어 신호 생성부(134)로 전달할 수 있다. As a result of the determination, if the driver's blood alcohol concentration is less than the permissible blood alcohol concentration, the permissible blood alcohol
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)로부터 허용 알코올 농도 미만 음주 상태 신호가 전달되면, 운전자에게 허용 알코올 농도 미만의 음주 상태를 알리기 위한 음주 상태 차량 제어 신호를 생성할 수 있다.Thereafter, the vehicle control
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 생성된 음주 상태 차량 제어 신호를 차량 제어부(140)의 오디오 제어부(141) 및 비상등 제어부(142)로 전달할 수 있다. 음주 상태 차량 제어 신호는 허용 알코올 농도 미만 음주 상태 신호에 대응하는 신호로서 차량에 구비된 오디오를 제어할 수 있는 오디오 제어 신호 및 차량에 구비된 비상등을 제어할 수 있는 비상등 제어 신호를 포함할 수 있다.Thereafter, the vehicle control
그 후, 차량 제어부(140)에 구비된 오디오 제어부(141)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 오디오 제어 신호에 따라, 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. The
그 후, 차량 제어부(140)에 구비된 비상등 제어부(142)는 차량 제어 신호 생성부(134)로부터 전달 받은 비상등 제어 신호에 따라, 차량에 구비된 비상등(미도시)을 통해 구동할 수 있다.Thereafter, the emergency
상기 판단 결과, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)는 운전자가 허용 알코올 농도 이상의 음주를 했음을 나타내는 정보를 포함하는 허용 알코올 농도 이상 음주 상태 신호를 생성하여 차량 제어 신호 생성부(134)로 전달할 수 있다. As a result of the determination, when the driver's blood alcohol concentration is equal to or higher than the permissible blood alcohol concentration, the permissible blood alcohol
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 허용 혈중 알코올 농도 판단부(133)로부터 허용 알코올 농도 이상 음주 상태 신호가 전달되면, 운전자에게 음주 운전을 못하도록 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성할 수 있다. Thereafter, the vehicle-control-
그 후, 차량 제어 신호 생성부(134)는 생성된 차량 가시동 유지 신호를 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)로 전달할 수 있다. Thereafter, the vehicle control
또한, 차량 제어 신호 생성부(134)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 뇌파를 추출하는 과정을 재수행할 수 있다.In addition, the vehicle control
그 후, 차량 제어부(140)에 구비된 시동 제어부(143)는 전달 받은 차량 가시동 유지 신호에 따라 차량의 장착된 전자 장치의 구동이 가능한 가시동 상태는 허용하며, 엔진이 점화되거나 전기 모터가 구동되는 시동 상태는 허용하지 않는다.Thereafter, the
상기 도 1을 참조하여 설명된 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)의 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 뇌파 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 생성된 뇌파 신호로부터 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 추출하며, 추출된 복수 개의 뇌파 신호들의 평균값을 산출할 수 있다. 복수 개의 뇌파 신호들은 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 디지털 데이터 값들로 변환될 수 있다. 디지털 데이터의 값은 엔디안 형식의 8개의 3바이트 부호없는 정수의 포맷으로 표현될 수 있다. 복수 개의 뇌파 신호들은 델타파, 세타파, 로우 알파파, 하이 알파파, 로우 베타파, 하이 베타파, 로우 감마파 및 미들 감마파를 포함할 수 있다. The
또한, 제어부(130)는 산출된 평균값과 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보로부터 운전자의 상태를 복수 개의 상태 중 하나의 상태로 판단할 수 있다. 복수 개의 상태는 졸음 상태, 평시 상태, 음주 상태 및 흥분 상태를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 제어부(130)는 판단된 운전자의 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성할 수 있다.Also, the
또한, 제어부(130)는 차량 제어부(140)를 통해 생성된 차량 제어 신호에 따라 차량의 오디오, 비상등 및 시동 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.The
한편, 상기 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)의 각각의 구성요소들은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타나기 위해 별도로 도면에 표시한 것이며, 물리적으로 반드시 별도의 구성요소이거나 별도의 코드로 구현되는 것을 의미하는 것은 아니다.Each element of the
그리고 본 명세서에서 각 기능부라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 각 기능부는 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술 분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다. In this specification, each function means a functional and structural combination of hardware for carrying out the technical idea of the present invention and software for driving the hardware. For example, each functional unit may refer to a logical unit of a predetermined code and a hardware resource for executing the predetermined code, and may be a code physically connected to the functional unit, But can be easily deduced to the average expert in the field of the invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법의 동작에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation of a method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 (a) 및 (b)는 본 발명에 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 2를 참조하면 먼저, 본 발명의 실시예에 따른 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)의 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 제1 뇌파 신호를 생성할 수 있다(201). 예컨대, 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 생성된 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 추출할 수 있다. 8가지 종류의 뇌파 신호들은 델타파, 세타파, 로우 알파파, 하이 알파파, 로우 베타파, 하이 베타파, 로우 감마파 및 미들 감마파를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 파형을 저장부(120)에 저장할 수 있다.2 (a) and 2 (b) are flowcharts illustrating a method for controlling safe operation of a vehicle using an EEG signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a
그 후, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 대상으로 제1 평균값을 산출할 수 있다. 예컨대, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 대상으로 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 디지털 데이터 값으로 변환할 수 있다. 그 후, 뇌파 처리부(131)는 변환된 각각의 디지털 데이터 값으로부터 평균값을 산출할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 산출된 제1 평균값과 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보로부터 운전자의 음주 상태를 판단할 수 있다(202). 예컨대, 제어부(130)는 산출된 제1 평균값이 저장부(120) 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된 음주 상태의 평균값들 중 적어도 하나의 평균값과 일치하면, 운전자의 상태를 음주 운전 상태로 판단할 수 있다.Thereafter, the
상기 판단 결과, 운전자가 음주 상태가 아닌 경우, 제어부(130)는 차량의 시동 온 상태 허용할 수 있다(203). 예컨대, 제어부(130)는 차량의 시동 온 상태를 허용하는 시동 온 상태 허용 신호를 생성할 수 있다. 그 후, 제어부(130)는 생성된 시동 온 상태 허용 신호를 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)로 전송하여, 시동 제어부(143)를 통해 차량의 장착된 ECU(미도시)가 시동을 온 시키는 이그니션 신호를 생성하여 전달하는 것을 허용할 수 있다.As a result of the determination, if the driver is not in the drinking state, the
그 후, 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 제2 뇌파 신호를 생성할 수 있다(204). 예컨대, 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 생성된 제2 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호들을 각각 추출할 수 있다. 8가지 종류의 뇌파 신호들은 델타파, 세타파, 로우 알파파, 하이 알파파, 로우 베타파, 하이 베타파, 로우 감마파 및 미들 감마파를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 파형을 저장부(120)에 저장할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 대상으로 제2 평균값을 산출할 수 있다. 예컨대, 뇌파 처리부(131)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들을 대상으로 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 디지털 데이터 값으로 변환할 수 있다. 그 후, 뇌파 처리부(131)는 변환된 각각의 디지털 데이터 값으로부터 평균값을 산출할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 산출된 제2 평균값과 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보로부터 운전자의 상태를 졸음 상태, 평시 상태 및 흥분 상태로 중 하나의 상태로 분류할 수 있다(205). Thereafter, the
또한, 제어부(130)는 운전자의 상태를 졸음 상태로 분류시, 분류 시점으로부터 뇌파 추출기(110)를 통해 전후 3분간 측정된 뇌파 신호로부터 산출된 평균값을 사용할 수 있다.In addition, when classifying the driver's state into a drowsy state, the
또한, 제어부(130)는 운전자의 상태를 흥분 상태로 분류시, 분류 시점으로부터 뇌파 추출기(110)를 통해 1분간 측정된 뇌파 신호로부터 산출된 평균값을 사용할 수 있다.When classifying the driver's state into an excited state, the
그 후, 제어부(130)는 운전자의 상태가 졸음 상태로 분류될 경우, 운전자의 졸음 상태를 나타내는 졸음 상태 신호 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 운전자의 상태가 흥분 상태로 분류될 경우, 운전자의 흥분 상태를 나타내는 흥분 상태 신호 생성할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 차량 제어 신호를 생성할 수 있다(206). 차량 제어 신호는 졸음 상태 차량 제어 신호, 흥분 상태 차량 제어 신호, 음주 상태 차량 제어 신호 및 차량 가시동 유지 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 생성된 차량 제어 신호에 따라 차량에 구비된 오디오 및 비상등 중 적어도 하나를 제어할 수 있다(207). 예컨대, 제어부(130)는 생성된 차량 제어 신호에 포함된 비상등 제어 신호에 따라 차량에 구비된 비상등(미도시)을 통해 점멸을 반복하여 구동하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 생성된 차량 제어 신호에 포함된 오디오 제어 신호에 따라 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력되도록 제어할 수 있다. Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 차량이 시동이 오프 되었는지 판단할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 차량 제어부(140)에 구비된 시동 제어부(143)를 통해 차량의 시동이 오프 상태인지 판단할 수 있다(208). 차량이 시동이 온 상태인 경우, 제어부(130)는 상기 203 단계로 이동하여 해당 과정을 수행할 수 있다.Thereafter, the
한편, 운전자가 음주 상태인 경우, 제어부(130)는 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단할 수 있다(209). 예컨대, 제어부(130)는 운전자의 뇌파를 측정하여 생성된 뇌파 신호로부터 산출된 평균값을 구성하는 8가지 뇌파 신호 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값이 저장부(120)에 미리 저장된 혈중 알코올 농도 델타파값 미만의 값을 갖는지 판단하여, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단할 수 있다.Meanwhile, when the driver is in a drinking state, the
상기 판단 결과, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 제어부(130)는 차량에 구비된 스피커(미도시) 및 비상등(미도시)을 통해 운전자의 허용 알코올 농도 미만의 음주 상태를 알림을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 운전자의 허용 알코올 농도 미만의 음주 상태를 나타내는 오디오 제어 신호 및 비상등 제어 신호를 포함하는 음주 상태 차량 제어 신호를 생성할 수 있다. 그 후, 제어부(130)는 생성된 차량 제어 신호에 포함된 비상등 제어 신호에 따라 차량에 구비된 비상등(미도시)을 통해 점멸을 반복하여 구동하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 생성된 차량 제어 신호에 포함된 오디오 제어 신호에 따라 차량에 구비된 스피커(미도시)를 통해 저장부(120)에 미리 저장된 알람음, 음성 메시지 중 적어도 하나를 출력되도록 제어할 수 있다. As a result of the determination, when the driver's blood alcohol concentration is less than the permissible blood alcohol concentration, the
그 후, 제어부(130)는 203 단계로 이동하여 해당 과정을 수행할 수 있다.Thereafter, the
상기 판단 결과, 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 제어부(130)는 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)를 통해 차량이 가시동 상태를 유지하도록 제어할 수 있다(211). 예컨대, 제어부(130)는 운전자에게 음주 운전을 못하도록 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성할 수 있다. 그 후, 제어부(130)는 차량 제어부(140)의 시동 제어부(143)를 통해 차량이 가시동 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.If it is determined that the alcohol concentration of the driver is equal to or higher than the permissible alcohol concentration, the
그 후, 제어부(130)는 201 단계로 이동하여 해당 과정을 수행할 수 있다.Thereafter, the
본 발명의 예시적 실시예들에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to exemplary embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. Program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be known and available to those of ordinary skill in the computer software arts.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 운전자의 상태에 따른 뇌파의 각 평균값에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, each average value of brain waves according to the driver's condition according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 실시예에 따른 운전자의 상태에 따른 뇌파의 각 파형의 평균값 중 최대값을 나타내는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)의 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 뇌파를 측정하여 뇌파 신호를 생성할 수 있다.FIG. 3 is a graph illustrating a maximum value among average values of waveforms of EEG according to the driver's condition according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
그 후, 제어부(130)는 생성된 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호인 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 추출할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들로부터 설정 주기 동안 설정 횟수만큼 복수 개의 평균값들을 산출하고, 산출된 복수 개의 평균값 중 최대값을 가지는 평균값을 추출할 수 있다. 최대값을 가지는 평균값을 구성하는 8가지 종류의 뇌파 신호들은 제어부(130)에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 각각 디지털 데이터 값들로 변환되어 표현될 수 있다.Thereafter, the
상기 도 3에 도시된 최대값을 가지는 평균값은 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된, 졸음 상태 범위의 평균값들, 평시 상태 범위의 평균값들, 흥분 상태 범위의 평균값들 및 음주 상태의 평균값들 중 적어도 하나의 범위를 정하는 최대값으로 사용될 수 있다. The average value having the maximum value shown in FIG. 3 is calculated by averaging the values of the average values of the drowsiness state range, the average values of the normal state range, the average values of the excitement state range, May be used as the maximum value that defines the range of at least one of the average values of the states.
도 4는 본 발명에 실시예에 따른 운전자의 상태에 따른 뇌파의 각 파형의 평균값 중 최소값을 나타내는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치(100)의 제어부(130)는 뇌파 추출기(110)를 통해 운전자의 뇌파를 측정하여 뇌파 신호를 생성할 수 있다.4 is a graph showing a minimum value among the average values of waveforms of EEG according to the driver's condition according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the
그 후, 제어부(130)는 생성된 뇌파 신호로부터 8가지 종류의 뇌파 신호인 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 추출할 수 있다.Thereafter, the
그 후, 제어부(130)는 추출된 8가지 종류의 뇌파 신호들로부터 설정 주기 동안 설정 횟수만큼 복수 개의 평균값들을 산출하고, 산출된 복수 개의 평균값 중 최소값을 가지는 평균값을 추출할 수 있다. 최소값을 가지는 평균값을 구성하는 8가지 종류의 뇌파 신호들은 제어부(130)에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 각각 디지털 데이터 값들로 변환되어 표현될 수 있다.Thereafter, the
상기 도 4에 도시된 최소값을 가지는 평균값은 저장부(120)에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된, 졸음 상태 범위의 평균값들, 평시 상태 범위의 평균값들, 흥분 상태 범위의 평균값들 및 음주 상태의 평균값들 중 적어도 하나의 범위를 정하는 최소값으로 사용될 수 있다. The average value having the minimum value shown in FIG. 4 may be calculated from the average values of the drowsiness state range, the average values of the normal state range, the average values of the excitement state range, As a minimum value that defines the range of at least one of the average values.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 실시예들을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the foregoing embodiments, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.
100: 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치
110: 뇌파 추출기
120: 저장부
130: 제어부
131: 뇌파 처리부
132: 운전자 상태 분류부
133: 허용 혈중 알코올 농도 판단부
134: 차량 제어 신호 생성부
140: 차량 제어부
141: 오디오 제어부
142: 비상등 제어부
143: 시동 제어부100: a device for controlling the safe driving of a vehicle
110: EEG extractor
120:
130:
131: EEG processing unit
132: Driver status classification section
133: Permissible Blood Alcohol Concentration Judgment
134: vehicle control signal generation unit
140:
141: Audio control unit
142: Emergency light control unit
143:
Claims (14)
운전자의 상태를 졸음 상태, 평시 상태, 흥분 상태 및 음주 상태 중 하나의 상태로 분류 가능한 정보를 나타내는 운전자 상태 범위 정보 및 알코올 농도 델타파값이 미리 저장된 저장부;
차량의 오디오, 비상등 및 시동을 제어할 수 있는 차량 제어부; 및
상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 생성하고, 생성된 상기 뇌파 신호로부터 델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 포함하는 복수 개의 뇌파 신호를 각각 추출하며, 추출된 상기 복수 개의 뇌파 신호의 평균값을 산출하되, 상기 평균값은 상기 복수 개의 뇌파 신호를 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 엔디안(little endian) 형식의 8개의 3바이트(byte) 부호없는 정수의 포맷(format)의 디지털 데이터의 값들로 변환 한 후, 변환된 상기 디지털 데이터의 값들의 총합을 상기 복수 개의 뇌파 신호들의 개수로 나눈 값으로 산출되며, 산출된 상기 평균값과 상기 운전자 상태 범위 정보로부터 상기 운전자의 상태를 상기 졸음 상태, 평시 상태, 흥분 상태 및 음주 상태 중 하나의 상태로 판단하고, 판단된 상기 하나의 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하며, 상기 차량 제어부를 통해 상기 생성된 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오, 상기 비상등 및 상기 시동 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는, 상기 운전자의 상태가 음주 상태로 판단되면, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단하고, 상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 음주 상태 차량 제어 신호를 생성하고, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 음주 상태 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하며, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 상기 운전자에게 음주 운전을 못하도록 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성하고, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 차량 가시동 유지 신호에 따라 차량의 시동을 제어하는 것을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치.
An EEG extractor for measuring an EEG from a driver and generating an EEG signal in real time;
Driver state range information indicating information that can be classified into one of a sleep state, a normal state, an excited state, and a drinking state, and an alcohol concentration delta wave value stored in advance in a storage unit;
A vehicle control unit capable of controlling audio, emergency, and start of the vehicle; And
The EEG signal is generated by the EEG extractor and the EEG signal is generated from the generated EEG signal using a Delta Wave, a Theta Wave, a Low Alpha Wave, a High Alpha Wave, Extracts a plurality of EEG signals including a Low Beta Wave, a High Beta Wave, a Low Gamma Wave, and a Mid Gamma Wave, The average value of the EEG signals is calculated by multiplying the EEG signals by digital data having a format of eight 3-byte unsigned integers each of which is a little endian representing an unsigned integer And calculating a sum of the values of the converted digital data by the number of the plurality of EEG signals, and calculating the state of the driver from the calculated average value and the driver state range information A state of being in the drowsy state, a normal state, an excited state and a drunk state, generating a vehicle control signal corresponding to the determined one state, and, in accordance with the generated vehicle control signal through the vehicle control section And a control unit for controlling at least one of the audio, the emergency light, and the start-up,
Wherein the control unit determines whether the driver's blood alcohol concentration is less than an allowable blood alcohol concentration when the driver's condition is determined to be a drinking state and if the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration, And controls the operation of the audio or the emergency light according to the drinking state vehicle control signal generated through the vehicle control unit. When the driver's alcohol concentration is equal to or higher than the permissible blood alcohol concentration, the driver is prevented from drinking driving Further comprising generating a vehicle activation signal including command information for limiting a starting state of the vehicle and controlling the starting of the vehicle in accordance with the vehicle activation signal generated through the vehicle control section To control the safe operation of the vehicle Device.
상기 운전자의 상태가 음주 상태가 아닌 경우로 판단되면, 상기 차량 제어부를 통해 시동 온 상태를 허용하며, 상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 재생성하고, 재생성된 상기 뇌파 신호로부터 산출된 평균값과 상기 운전자 상태 범위 정보로부터 상기 졸음 상태 또는 상기 흥분 상태 중 하나의 상태로 분류하고, 상기 분류된 졸음 상태 또는 상기 흥분 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하며, 상기 차량 제어부를 통해 생성된 상기 차량 제어 신호에 따라 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하는 것을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치.
The apparatus of claim 1,
Wherein the control unit permits a start-on state through the vehicle control unit, regenerates an EEG signal through the EEG extractor, determines an average value calculated from the regenerated EEG signal, Classifying the state into one of the drowsy state or the excited state from the range information, generating a vehicle control signal corresponding to the classified drowsy state or the excited state, and, in accordance with the vehicle control signal generated through the vehicle control section Wherein the control unit controls the operation of the audio or the emergency light.
상기 평균값을 구성하는 상기 복수 개의 뇌파 신호들 중 델타파로부터 변환된 디지털 데이터 값이 상기 혈중 알코올 농도 델타파값 미만의 값을 갖는지 판단하여, 상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 장치.
The apparatus of claim 1,
Determining whether the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration by determining whether the digital data value converted from the delta wave among the plurality of EEG signals constituting the average value has a value less than the blood alcohol concentration delta wave value A device for controlling the safe operation of the vehicle using the EEG signal.
생성된 상기 뇌파 신호로부터 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계;
상기 음주 상태가 아닌 경우, 차량의 시동 온 상태를 허용하는 단계;
상기 뇌파 추출기를 통해 뇌파 신호를 재생성하는 단계;
재생성된 상기 뇌파 신호로부터 운전자의 상태를 졸음 상태 또는 흥분 상태를 분류하는 단계;
상기 분류된 졸음 상태 또는 흥분 상태에 대응하는 차량 제어 신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 차량 제어 신호에 따라 상기 차량의 오디오 또는 비상등의 동작을 제어하는 단계를 포함하며,
상기 생성된 상기 뇌파 신호로부터 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계에서 음주 상태로 판단되는 경우, 상기 운전자의 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 미만인지 판단하는 단계;
상기 혈중 알코올 농도가 상기 허용 혈중 알코올 농도 미만인 경우, 상기 오디오 또는 상기 비상등의 동작을 제어하는 단계; 및
상기 혈중 알코올 농도가 허용 혈중 알코올 농도 이상인 경우, 차량의 가시동 상태를 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.
Generating an EEG signal through an EEG extractor;
Determining a drunk state of the driver from the generated EEG signal;
Allowing the vehicle to be turned on when the vehicle is not in the drinking state;
Regenerating an EEG signal through the EEG extractor;
Classifying the driver's state into a drowsy state or an excited state from the regenerated EEG signal;
Generating a vehicle control signal corresponding to the classified drowsy state or excited state; And
And controlling operation of the audio or emergency light of the vehicle in accordance with the generated vehicle control signal,
Determining whether the driver's blood alcohol concentration is less than an allowable blood alcohol concentration when the driver is determined to be in a drinking state in the step of determining a driver's drinking state from the generated EEG signal;
Controlling the operation of the audio or the emergency light when the blood alcohol concentration is less than the allowable blood alcohol concentration; And
Further comprising the step of: maintaining the active state of the vehicle when the blood alcohol concentration is equal to or higher than the permissible blood alcohol concentration.
상기 운전자가 음주 운전을 못하도록 상기 차량의 시동 상태를 제한하는 명령 정보를 포함하는 차량 가시동 유지 신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 상기 차량 가시동 유지 신호에 따라 상기 차량의 시동을 제어하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.
9. The method of claim 8, wherein maintaining the active state of the vehicle further comprises:
Generating a vehicle activation signal including command information for limiting a starting state of the vehicle so as to prevent the driver from drunk driving; And
Controlling the starting of the vehicle in accordance with the generated vehicle activation signal; The method comprising the steps of: (a) inputting an EEG signal;
상기 운전자의 음주 상태를 판단하는 단계 이전에, 상기 뇌파 추출기를 통해 생성되는 뇌파 신호로부터 각 고유한 주파수 대역을 가지는 복수 개의 뇌파 신호들을 추출하는 단계;
추출된 상기 복수 개의 뇌파 신호들을 각각 부호가 없는 정수를 나타내는 엔디안(little endian) 형식의 8개의 3바이트(byte) 부호없는 정수의 포맷(format)의 디지털 데이터의 값들로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 디지털 데이터 값들의 총합을 상기 복수 개의 뇌파 신호들의 개수로 나눠 평균값을 산출하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.
The method as claimed in claim 10, wherein the method for controlling safe operation of the vehicle using the EEG signal comprises:
Extracting a plurality of EEG signals having respective unique frequency bands from EEG signals generated through the EEG extractor before the step of determining a driver's drinking state;
Converting the extracted plurality of EEG signals into digital data values of eight 3-byte unsigned integer format in a little endian format that each represents an unsigned integer; And
Calculating an average value by dividing the total of the converted digital data values by the number of the plurality of EEG signals; The method comprising the steps of: (a) inputting an EEG signal;
델타파(Delta Wave), 세타파(Theta Wave), 로우 알파파(Low Alpha Wave), 하이 알파파(High Alpha Wave), 로우 베타파(Low Beta Wave), 하이 베타파(High Beta Wave), 로우 감마파(Low Gamma Wave) 및 미들 감마파(Mid Gamma Wave)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.
12. The method according to claim 11,
Delta Wave, Theta Wave, Low Alpha Wave, High Alpha Wave, Low Beta Wave, High Beta Wave, Low A low gamma wave, and a mid gamma wave. The method for controlling safe operation of a vehicle using the EEG signal.
산출된 평균값이 저장부에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된 음주 상태 범위의 평균값들에 포함되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.
13. The method according to claim 12, wherein the step of determining the driver '
And determining whether the calculated average value is included in average values of the range of the drinking state included in the driver state range information stored in advance in the storage unit.
재생성된 상기 뇌파 신호로부터 산출된 평균값이 저장부에 미리 저장된 운전자 상태 범위 정보에 포함된 졸음 상태 범위의 평균값들 또는 흥분 상태 범위의 평균값들에 포함되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 뇌파 신호를 이용한 차량의 안전 운전을 제어하기 위한 방법.14. The method of claim 13, wherein classifying the drowsy state or excitement state comprises:
And determining whether the average value calculated from the regenerated EEG signal is included in average values of the drowsiness state range or average values of the excitement state range included in the driver state range information stored in advance in the storage unit. For controlling the safe operation of the vehicle.
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KR1020140063758A KR101548868B1 (en) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Apparatus and method for controlling safety driving of vehicle based on brain wave signal |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101999211B1 (en) * | 2018-01-03 | 2019-07-11 | 가톨릭대학교 산학협력단 | Driver condition detecting apparatus using brain wave and method thereof |
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2014
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