KR101601294B1 - 카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템 - Google Patents

카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것으로서, 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 이용하여 운전자의 얼굴을 촬영하고 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 운전자 상태 감지 시스템의 기능을 사용하지 않을 경우 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 숨길 수 있도록 구성되어 클러스터에 표시되는 정보의 가림 현상이 해소될 수 있도록 한 운전상태 감지 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 온/오프 조작을 위한 온/오프 스위치와; 운전자를 촬영하고 스티어링 컬럼 커버의 출입구를 통해 커버 외부로의 돌출 및 커버 내부에 마련된 카메라 수납부로의 숨김이 가능하도록 장착되는 카메라와; 상기 온/오프 스위치의 온/오프 조작신호에 연동하여 카메라를 커버 외부 돌출 상태 또는 커버 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 카메라를 이동시켜 외부 돌출 상태 또는 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 카메라 구동부;를 포함하는 카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템이 개시된다.

Description

카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템{Camera moving type of driver's status monitoring system}
본 발명은 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 이용하여 운전자의 얼굴 및 눈을 촬영하고 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 운전자나 탑승자의 안전을 위한 여러 안전장치들이 구비되어 있으며, 이러한 안전장치로는 ABS 장치나 에어백 장치 등이 있다.
그러나, 운전자 및 탑승자의 생명을 보호하는 여러 안전장치가 구비되어 있음에도 불구하고 고속도로 등에서 대형사고의 발생은 줄지 않고 있으며, 이러한 대형사고의 주된 원인이 운전자 과실, 예컨대 졸음 운전이나 부주의 등에 있음은 잘 알려져 있는 사실이다.
최근 운전자의 상태, 즉 졸음이나 부주의 등을 감지하여 사고를 예방하기 위한 경보 시스템이 개발되어 주로 고급 차량 위주로 장착되고 있는데, 운전자의 상태를 감지하기 위한 방법으로 차량의 상태(브레이크 작동, 차량 속도, 스티어링 휠 조작 등)를 수집하여 그로부터 운전자의 상태를 간접적으로 판단하는 방법과, 카메라, 적외선 센서 등을 이용하여 운전자의 상태를 직접적으로 판단하는 방법이 있다.
일례로 졸음 운전을 방지하기 위한 졸음 방지 시스템에서는 운전자의 얼굴 위치를 감지하여 얼굴 방향각을 측정하거나, 운전자의 얼굴 중 특정 부위, 예컨대 눈의 위치, 눈의 상태, 눈의 깜박임, 눈의 개폐도 등을 측정하여 졸음 운전을 판단하고 있다.
카메라를 이용하여 운전자의 눈을 촬영함으로써 운전자의 상태를 감지하는 시스템에서는 운전자의 눈을 포착하기 용이한 위치에 카메라를 위치시켜야 하는데, 카메라를 운전석 앞 클러스터 패시아의 상부면에 장착하거나(미국특허 7,551,987), 스티어링 컬럼, 보다 명확히는 스티어링 컬럼 커버 상부면에 클러스터 전방으로 위치시킨다.
도 1과 도 2는 종래기술의 문제점을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 카메라(4)를 운전석 앞 클러스터 패시아의 상부면에 장착하는 경우, 카메라(4)가 운전자의 전방 시야를 방해하게 되므로 사고 발생의 위험이 있고, 운전자의 앉은 키가 상이하거나 시트를 조절하게 되면 운전자의 눈 위치가 변경되면서 카메라의 촬영 범위(시야 범위)를 벗어나는 문제가 있게 된다.
또한 도 2에 나타낸 바와 같이 스티어링 컬럼 커버(31)의 상부면에 카메라(32)를 위치시키는 경우, 전방 시야를 방해하는 문제를 해결할 수 있으나, 스티어링 컬럼 커버(31)의 상부면이라는 장착 위치 특성상 운전석 위치에서 카메라(32)가 클러스터(33)의 일부(클러스터 하부의 경고등 위치)를 가리는 문제가 발생한다.
카메라(32)의 위치가 클러스터(32) 전방의 위치가 되므로 운전석에서 볼 때 카메라가 클러스터의 정보를 가리게 되는 것이다. 이는 카메라(32)의 위치가 고정됨에 따라 운전자 상태 감지 시스템의 온(ON) 상태뿐만 아니라 오프(OFF) 상태에서도 상존하는 문제이다.
또한 스티어링 핸들(35)의 상하 조절을 위한 스티어링 컬럼의 틸트(TILT) 조작이나 스티어링 핸들의 전후 위치(운전자와 핸들의 간격) 조절을 위한 텔레스코픽(TELESCOPIC) 조작이 있고 난 뒤 운전자의 눈이 카메라의 촬영 범위를 벗어나는 문제가 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 운전자 상태 감지 시스템의 기능을 사용하지 않을 경우 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 숨길 수 있도록 구성되어 클러스터에 표시되는 정보의 가림 현상이 해소될 수 있도록 한 운전상태 감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 카메라를 이용하여 운전자를 촬영하고 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 운전자 상태 감지 시스템에 있어서, 온/오프 조작을 위한 온/오프 스위치와; 운전자를 촬영하고 스티어링 컬럼 커버의 출입구를 통해 커버 외부로의 돌출 및 커버 내부에 마련된 카메라 수납부로의 숨김이 가능하도록 장착되는 카메라와; 상기 온/오프 스위치의 온/오프 조작신호에 연동하여 카메라를 커버 외부 돌출 상태 또는 커버 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 카메라를 이동시켜 외부 돌출 상태 또는 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 카메라 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 카메라 구동부는 카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터를 포함하며, 상기 카메라가 모터의 회전축에 장착되되, 카메라 렌즈가 모터의 회전축에서 편심된 위치에 위치되도록 장착되어, 상기 회전축의 회전시 카메라 렌즈가 출입구를 통해 카메라 수납부로 이동되어 숨겨지거나 커버 외부로 돌출되도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 카메라 구동부는, 카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터와; 상기 모터의 회전축에 일체 회전되도록 연결된 스크류와; 일체로 이동되도록 카메라가 부착되고 상기 스크류에 나사 결합되어 스크류의 회전에 의해 카메라 수납부의 안내부를 따라 이동되는 이동체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 카메라 구동부는, 카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터와; 상기 모터의 회전축에 일체 회전되도록 장착된 피니언과; 상기 카메라에 일체로 장착되고 일측에 피니언이 치합되는 랙 형상부가 구비되는 가동체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 카메라를 통해 촬영된 영상으로부터 운전자의 시선이 클러스터 전방에 위치된 카메라를 응시하는 경우를 감지하면 카메라를 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 클러스터에 경고 표시가 들어오게 되는 경고 발생 신호의 입력시 클러스터 전방에 위치된 카메라를 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 스티어링 컬럼의 틸트나 텔레스코픽 조작상태에 따른 신호가 입력되면, 이를 기초로 스티어링 컬럼의 작동량만큼 카메라의 이동량을 계산한 뒤 계산된 이동량만큼 카메라를 이동시키기 위한 제어신호를 출력하여, 컬럼 위치에 따라 카메라의 외부 돌출 위치를 보상하도록 된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템에 의하면, 운전자 상태 감지 시스템의 기능을 사용하지 않을 경우 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 숨길 수 있도록 구성되어 종래와 같은 클러스터 정보 가림 현상이 해소될 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 클러스터를 응시하여 이에 표시된 정보를 확인하고자 하는 운전자 의지를 감지한 경우나 클러스터에 경고 표시가 들어온 경우 클러스터의 정보 및 경고 표시를 가리지 않도록 카메라를 숨겨줌으로써 다양한 상황에 대해 클러스터 정보 가림 현상이 해소될 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 스티어링 컬럼의 틸트 조작 또는 텔레스코픽 조작이 있는 경우 운전자의 눈이 카메라의 촬영 범위(시야 범위)를 벗어나지 않도록 틸트 또는 텔레스코픽 조작상태에 따른 카메라의 위치 보상이 이루어지도록 구성됨으로써 스티어링 컬럼의 다양한 조작에 대해서도 카메라에 의해 정확한 운전자 상태가 감지될 수 있게 된다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템에서 카메라 장착 및 이동 구조의 여러 실시예를 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것으로서, 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 이용하여 운전자의 얼굴을 촬영하고 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 운전자 상태 감지 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 운전자 상태 감지 시스템의 기능을 사용하지 않을 경우 스티어링 컬럼 커버에 장착된 카메라를 숨길 수 있도록 구성되어 클러스터에 표시되는 정보의 가림 현상이 해소될 수 있도록 한 것에 주된 특징이 있는 것이다.
또한 본 발명에서는 클러스터를 응시하여 이에 표시된 정보를 확인하고자 하는 운전자 의지를 감지한 경우나 클러스터에 경고 표시가 들어온 경우 클러스터의 정보 및 경고 표시를 가리지 않게 카메라를 숨겨주도록 구성된다.
또한 본 발명에서는 스티어링 컬럼의 틸트 조작 또는 텔레스코픽 조작이 있는 경우 운전자의 눈이 카메라의 촬영 범위(시야 범위)를 벗어나지 않도록 틸트 또는 텔레스코픽 조작상태에 따른 카메라의 위치 보상이 이루어지도록 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
또한 도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템에서 카메라 장착 및 이동 구조의 여러 실시예를 나타내는 구성도이다.
우선, 본 발명에 따른 운전자 상태 감지 시스템은 온/오프 조작을 위한 온/오프 스위치(110)와, 운전자, 보다 상세히는 운전자의 얼굴(눈을 포함하는 것임)을 촬영하고 스티어링 컬럼 커버(31)의 상부면에 형성된 출입구(36)를 통해 커버 외부로의 돌출 및 커버 내부로의 숨김이 가능하도록 장착되는 카메라(140)와, 상기 온/오프 스위치(110)의 온/오프 조작신호에 연동하여 카메라(140)를 외부 돌출 상태 또는 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하고 카메라(140)에 의해 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 제어부(120)와, 상기 제어부(120)에서 출력되는 제어신호에 따라 카메라(140)를 외부 돌출 상태 또는 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 카메라 구동부(130)를 포함하여 구성된다.
상기 온/오프 스위치(110)는 운전자가 운전자 상태 감지 시스템을 온/오프 조작할 수 있도록 구비되는 스위치로서, 이는 기존의 운전자 상태 감지 시스템에 구비되어 있는 스위치이다.
또한 본 발명에서 카메라(140)는 스티어링 컬럼 커버(31) 상부면의 카메라 장착위치에서 커버 내부공간, 즉 커버 내측으로 마련된 카메라 수납부(37)에 장착되며, 스티어링 컬러 커버(31) 상부면에는 카메라 수납부(37)와 그 외부 사이에서 카메라(140)의 출입이 가능하도록 하는 출입구(36)가 형성된다.
이 출입구(36)를 통해 카메라(140)가 컬럼 커버 외부로 돌출되면 운전자를 촬영할 수 있는 외부 돌출 상태가 되고, 반대로 출입구(36)를 통해 카메라(140)가 컬럼 커버 내부, 즉 카메라 수납부(37)로 들어가면 카메라(140)가 클러스터(도 2에서 도면부호 33임)를 가리지 않게 되는 내부 숨김 상태가 된다.
카메라(140)가 카메라 수납부(37)로 수납되어 내부 숨김 상태가 되면, 운전자가 볼 때 클러스터의 일부, 특히 경고 조건 발생시 경고상태를 표시해주는 클러스터의 경고 표시부를 가리지 않게 되는 바, 운전자가 카메라(140)에 의해 경고 표시를 보지 못하는 일이 없게 된다.
통상의 차량에서 경고 표시부에는 도어 경고등, 안전벨트 경고등, 에어백 경고등, 브레이크 경고등, 충전 경고등, 오일 경고등, 자가진단 경고등, 냉각수 경고등, 연료 경고등, ABS 경고등, 자세제어장치 경고등, 기타 차량 장치의 상태를 경고하는 각종 경고등이 구비되며, 클러스터 제어기(101)가 경고 조건 발생을 입력받아 경고상태를 표시하도록 되어 있다.
이와 같은 경고 표시부는 운전자에게 경고상황임을 알려주는 중요한 역할을 하므로 운전자가 카메라 가림으로 인해 경고 표시를 보지 못하는 경우 위험상황이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 운전자 상태 감지 시스템이 작동하고 있는 상황(시스템 온(ON) 상황)에서 경고 표시부가 작동되는 경우 카메라(140)를 내부 숨김 위치로 이동시켜 카메라에 의해 경고 표시가 가려지지 않도록 한다.
상기 카메라 구동부(130)는 제어부(120)의 구동 제어하에 카메라(140)를 운전자를 촬영하기 위한 위치(외부 돌출 상태의 위치)로 외부 돌출시키고 반대로 카메라(140)를 클러스터를 가리지 않는 내부 숨김 위치로 이동시키는 기구로서, 도 8 내지 도 11에 나타낸 바와 같이 카메라(140)를 이동시키기 위한 다양한 실시예가 적용될 수 있다.
각 실시예의 카메라 장착 및 이동 구조, 작동상태에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 8은 일 실시예의 카메라 장착 및 이동 구조를 도시한 것으로, 카메라 구동부(130)에 의해 카메라(140)가 이동되면서 모드가 변환(OFF→ON)되는 작동상태를 보여주고 있다.
도 8의 작동상태에서, (a)는 운전자 상태 감지 시스템의 오프(OFF) 상태인 카메라 내부 숨김 상태를, (b)는 운전자 상태 감지 시스템의 온(ON) 상태인 카메라 외부 돌출 상태를 나타내고, (b)의 카메라 렌즈(142)가 향하는 방향이 운전자의 얼굴이 위치하는 방향이 된다.
도 8의 (a)를 참조하면 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)에 마련된 카메라 수납부(37)에 완전히 수납되어 내부로 숨겨진 상태를 볼 수 있고, 도 8의 (b)를 참조하면 카메라 수납부(37)에 숨겨져 있던 카메라(140)가 외부로 돌출됨과 동시에 운전자의 얼굴을 촬영할 수 있도록, 즉 카메라 렌즈(142) 부분이 운전자가 위치한 방향을 향하도록 카메라 방향이 전환된 상태를 볼 수 있다.
도 8의 실시예에서 카메라 구동부(130)는 카메라 수납부(37)에 고정 설치되는 모터(131)를 포함하여 구성되며, 모터(131)의 회전축(132)에 카메라 몸체(141)가 측방으로 길게 고정되어 장착된다.
이때, 모터(131)의 회전축(132)이 회전됨에 따라 카메라(140)가 눕혀지거나 세워지는 형태가 되는데, 카메라 렌즈(142)가 모터(131)의 회전축(132)에서 측방으로 편심된 위치에 위치하므로, 카메라(140)가 눕혀지거나 세워질 때 스티어링 컬럼 커버(31)의 출입구(36)에서 카메라 렌즈(142)는 커버 내부, 즉 카메라 수납부(37)로 들어가거나 커버 외부로 돌출되게 된다.
상기 모터(131)는 제어부(120)에 의해 구동이 제어되며, 카메라 몸체(141)가 모터의 회전축(132)에 일체로 회전되도록 고정되므로, 제어부(120)의 제어하에 모터가 구동될 때 회전축이 회전됨에 의해 카메라(140) 전체가 회전축을 중심으로 하여 회전되고, 카메라 전체가 회전됨에 따라 카메라의 촬영방향이 전환되게 된다.
즉, 회전방향에 따라 카메라(140)의 촬영방향이 전환되는데, 모터(131)가 구동되어 회전축(132)이 회전되면 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)의 출입구(36)를 통해 출입하게 되고, (a)의 상태에서 모터가 구동되어 회전축 및 카메라(140)가 상방 회전되면 카메라가 출입구(36)를 통해 외부로 돌출된 (b)의 상태가 된다.
반대로 (b)의 상태에서 모터(131)가 구동되어 카메라(140)가 하방 회전되면 카메라는 출입구(36)를 통해 카메라 수납부(37)로 수납되면서 다시 내부 숨김 상태인 (a)의 상태가 된다.
바람직하게는 카메라(140)가 출입하게 되는 출입구(36)에는 카메라 수납부(37)로 먼지나 이물질이 유입되는 것을 차단하기 위한 덮개(150)가 설치될 수 있는데, 이 덮개(150)는 출입구(36) 일측에 힌지 결합되어 힌지결합부를 중심으로 회전되면서 출입구를 개폐하는 구조로 되어 있다.
또한 덮개(150)의 힌지결합부에는 덮개를 닫힘상태로 유지하기 위한 탄성부재(151)가 설치될 수 있으며, 덮개가 열린 상태에서 탄성부재의 탄성 복원력이 덮개의 닫힘방향으로 작용하도록 되어 있다.
이에 따라 외부 돌출 작동시 카메라(140)가 모터(131)의 구동으로 회전되면서 덮개(150)를 외측으로 밀어 출입구(36)가 열리게 되지만, 모터(131)의 역구동으로 카메라(140)가 카메라 수납부(37)로 수납되면 덮개는 탄성부재(151)의 탄성 복원력에 의해 반대로 회전되어 출입구(36)를 닫게 된다.
다음으로, 도 9는 다른 실시예의 카메라 장착 및 이동 구조를 도시한 것으로, 카메라 구동부(130)에 의해 카메라(140)가 이동되면서 모드가 변환(OFF→ON)되는 작동상태를 보여주고 있다.
도 9의 작동상태에서, (a)는 운전자 상태 감지 시스템의 오프(OFF) 상태인 카메라 내부 숨김 상태를, (b)는 운전자 상태 감지 시스템의 온(ON) 상태인 카메라 외부 돌출 상태를 나타내고, (b)의 카메라 렌즈(142)가 향하는 방향이 운전자의 얼굴이 위치하는 방향이 된다.
도 8의 실시예와 비교할 때, 모터(131)를 사용하여 카메라(140)를 회전시킴으로써 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)의 내부, 즉 카메라 수납부(37)에 수납되도록 하거나(내부 숨김 상태) 운전자의 촬영이 가능하도록 외부로 돌출되도록(외부 돌출 상태) 한 구성은 차이가 없다.
다만, 모터(131)의 회전축(132)에 대한 카메라 렌즈(142) 방향에 다소 차이가 있으며, 카메라 몸체(141)에서 카메라 렌즈(142)가 모터(131)의 회전축(132)에 대해 편심되게 위치되고, 이에 모터의 회전축이 회전됨에 따라 카메라 몸체가 일체로 회전되면서 카메라 렌즈의 위치가 스티어링 컬럼 커버(31)의 내부(카메라 수납부)와 외부 사이에서 이동되게 된다.
본 실시예에서 출입구(36)를 개폐하는 덮개(150)는 카메라(140)에 일체로 장착될 수 있는데, 도 9에 나타낸 바와 같이 카메라 몸체(141)의 측면부에 장착되어 카메라(140)가 회전됨에 따라 출입구(36)를 개폐하는 구조가 된다.
도 9의 실시예에서 제어부(120)의 제어하에 모터(131)가 구동되어 회전축(132)이 회전되면 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)의 출입구(36)를 통해 출입하게 되며, (a)의 상태에서 모터(131)가 구동되어 회전축(132) 및 카메라(140)가 반시계방향으로 회전되면 카메라(140)는 출입구(36)를 통해 외부로 돌출된 (b)의 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 회전되면서 덮개(150)가 일체로 회전되어 출입구(36)를 열어주게 된다.
반대로 (b)의 상태에서 모터(131)가 구동되어 회전축(132) 및 카메라(140)가 시계방향으로 회전되면 카메라(140)는 출입구(36)를 통해 카메라 수납부(37)로 수납되면서 다시 내부 숨김 상태인 (a)의 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 역방향 회전되면서 덮개(150)가 일체로 역방향 회전되어 출입구(36)를 다시 닫아주게 된다.
다음으로, 도 10은 또 다른 실시예의 카메라 장착 및 이동 구조를 도시한 것으로, 카메라 구동부(130)에 의해 카메라(140)가 이동되면서 모드가 변환(OFF→ON)되는 작동상태를 보여주고 있다.
도 10의 작동상태에서, (a)는 운전자 상태 감지 시스템의 오프(OFF) 상태인 카메라 내부 숨김 상태를, (b)는 운전자 상태 감지 시스템의 온(ON) 상태인 카메라 외부 돌출 상태를 나타내며, (b)의 카메라 렌즈(142)가 향하는 방향이 운전자의 얼굴이 위치하는 방향이 된다.
도 10의 (a)를 참조하면 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)에 마련된 카메라 수납부(37)에 완전히 수납되어 내부로 숨겨진 상태를 볼 수 있고, 도 10의 (b)를 참조하면 카메라 수납부(37)에 숨겨져 있던 카메라(140)가 외부로 돌출됨과 동시에 운전자의 얼굴을 촬영할 수 있도록, 즉 카메라 렌즈(142) 부분이 운전자가 위치한 방향을 향하도록 카메라 방향이 전환된 상태를 볼 수 있다.
도 10의 실시예는 카메라(140)를 직선 이동시켜 카메라 수납부(37)에 수납되는 내부 숨김 상태와 운전자 촬영이 가능한 위치에 있게 되는 외부 돌출 상태 사이의 전환이 이루어지도록 한 것으로, 카메라 구동부(130)는 카메라 수납부(37)에 고정 설치되는 모터(131)와, 상기 모터(131)의 회전축에 일체 회전되도록 연결된 스크류(133)와, 상기 스크류(133)에 나사 결합되어 스크류의 회전에 의해 스크류의 축방향을 따라 전후로 이동되는 이동체(134)를 포함하여 구성된다.
상기 모터(131)는 제어부(120)에 의해 구동이 제어되고, 이동체(134)에는 카메라(140)가 일체로 장착된다.
또한 상기 이동체(134)는 전후 이동시 카메라 수납부(37)에 설치된 안내부(135)에 의해 안내되도록 되어 있고, 상기 안내부(135)에 의해 안내되면서 스크류(133)의 회전방향에 따라 전후 이동방향이 전환되도록 되어 있다.
본 실시예에서 출입구(36)를 개폐하는 덮개(150)는 카메라(140)에 일체로 장착될 수 있는데, 도 10에 나타낸 바와 같이 카메라 몸체(141)의 측면부에 장착되어 카메라(140)가 전후로 이동됨에 따라 출입구(36)를 개폐하도록 되어 있다.
결국, (a)의 상태에서 모터(131)가 구동되어 스크류(133)가 회전되면, 스크류에 결합된 이동체(134)가 안내부(135)를 따라 전진하여 카메라(140)가 카메라 수납부(37)에서 외부로 돌출되어, (b)와 같이 운전자를 촬영할 수 있는 외부 돌출 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 전진 이동되면서 덮개(150)가 일체로 전진 이동되므로 출입구(36)를 열어주게 된다.
반대로, (b)의 상태에서 모터(131)가 역방향 구동되어 스크류(133)가 역방향 회전되면, 스크류에 결합된 이동체(134)가 안내부(135)를 따라 후진하여 카메라(140)가 카메라 수납부(37)로 다시 수납되면서 내부 숨김 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 후진 이동되면서 덮개(150)가 일체로 후진 이동되므로 출입구(36)를 다시 닫아주게 된다.
다음으로, 도 11은 또 다른 실시예의 카메라 장착 및 이동 구조를 도시한 것으로, 카메라 구동부(130)에 의해 카메라(140)가 이동되면서 모드가 변환(OFF→ON)되는 작동상태를 보여주고 있다.
도 11의 작동상태에서, (a)는 운전자 상태 감지 시스템의 오프(OFF) 상태인 카메라 내부 숨김 상태를, (b)는 운전자 상태 감지 시스템의 온(ON) 상태인 카메라 외부 돌출 상태를 나타내며, (b)의 카메라 렌즈가 향하는 방향이 운전자의 얼굴이 위치하는 방향이 된다.
도 11의 (a)를 참조하면 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)에 마련된 카메라 수납부(37)에 완전히 수납되어 내부로 숨겨진 상태를 볼 수 있고, 도 11의 (b)를 참조하면 카메라 수납부(37)에 숨겨져 있던 카메라(140)가 외부로 돌출됨과 동시에 운전자의 얼굴을 촬영할 수 있도록, 즉 카메라 렌즈(142) 부분이 운전자가 위치한 방향을 향하도록 카메라 방향이 전환된 상태를 볼 수 있다.
도 11의 실시예는 랙-피니언 이송방식으로 카메라(140)를 이동시키는 구성이며, 랙-피니언에 의해 카메라(140)를 카메라 수납부(37)와 그 외부 사이에서 직선 이동시켜 내부 숨김 상태와 외부 돌출 상태 사이의 전환이 이루어지도록 한 것이다.
본 실시예에서 카메라 구동부(130)는 카메라 수납부(37)에 고정 설치되는 모터(131)와, 상기 모터(131)의 회전축(132)에 일체 회전되도록 장착된 피니언(136)과, 상기 카메라(140)에 일체로 장착되고 일측에 상기 피니언(136)이 치합되는 랙 형상부(138)가 구비되는 가동체(137)를 포함하여 구성된다.
즉, 모터(131)의 회전으로 피니언(136)이 회전되면, 피니언이 치합된 랙 형상부(138)에 의해 가동체(137)가 직선 운동을 하게 되고, 이에 가동체(137)와 일체로 된 카메라(140)가 스티어링 컬럼 커버(31)의 내부와 외부, 즉 카메라 수납부(37)와 그 외부 사이에서 직선 이동하도록 된 것이다.
상기 모터(131)는 제어부(120)에 의해 구동이 제어되며, 가동체(137)와 일체로 된 카메라(140)는 카메라 수납부(37)에 설치된 안내부(139)에 의해 안내되어 상기 내부와 외부 사이를 이동하도록 되어 있다.
또한 카메라(140)에는 그 위치가 이동됨에 따라 스티어링 컬럼 커버(31)의 출입구(36)를 개폐하는 덮개(150)가 일체로 설치된다.
결국, (a)의 상태에서 모터(131)가 구동되어 피니언(136)이 회전되면, 피니언의 회전에 의해 가동체(137)가 도면상 상방으로 전진하게 되고, 이에 가동체(137)와 일체로 된 카메라(140)가 카메라 수납부(37)에서 컬럼 커버 외부로 돌출되어 (b)와 같이 운전자를 촬영할 수 있는 외부 돌출 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 전진 이동되면서 덮개(150)가 일체로 전진 이동되므로 출입구(36)를 열어주게 된다.
반대로, (b)의 상태에서 모터(131)가 역방향 구동되어 피니언(136)이 역방향 회전되면, 피니언의 역방향 회전에 의해 가동체(137)가 도면상 하방으로 후진하게 되고, 이에 가동체(137)와 일체로 된 카메라(140)가 카메라 수납부(37)로 다시 수납되면서 내부 숨김 상태가 된다.
이때, 카메라(140)가 후진 이동되면서 덮개(150)가 일체로 후진 이동되므로 출입구(36)를 다시 닫아주게 된다.
이와 같이 카메라 장착 및 이동 구조에 대한 다양한 실시예에 대해 설명하였는 바, 상기한 실시예 중 어느 하나가 본 발명의 운전 상태 감지 시스템에 채용될 수 있다.
한편, 본 발명의 구성에서 제어부(120)는 기본적으로 온/오프 스위치(110)의 온/오프 조작신호에 연동하여 운전자 상태 감지 시스템의 온/오프를 제어하며, 특히 상기 온/오프 조작신호에 따라 카메라(140)의 위치가 내부 숨김 상태와 외부 돌출 상태 사이에서 변환되도록 하는 제어신호를 출력하게 된다.
즉, 제어부(120)가 온/오프 조작신호에 따라 카메라 구동부(130), 보다 명확히는 모터(131)의 구동을 제어하게 되는데, 제어부(120)가 카메라(140)를 내부 숨김 상태와 외부 돌출 상태 사이에서 위치 이동시키기 위한 제어신호를 출력하게 되면, 카메라 구동부(130)가 상기 제어신호에 따라 카메라(140)를 내부 숨김 위치 또는 외부 돌출 위치로 이동시키게 된다.
도 4는 온/오프 스위치의 조작상태에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 작동상태를 나타내는 순서도로서, 온/오프 스위치(110)가 온(ON) 조작될 경우 온 조작신호의 입력에 따라 제어부(120)가 카메라 구동부(130)의 구동을 제어하여 카메라(140)가 카메라 수납부(37)로부터 운전자의 얼굴을 촬영할 수 있는 위치, 즉 외부 돌출 위치로 이동되도록 하며, 이후 통상의 운전자 상태 감지 과정이 실행된다(운전자 상태 감지 시스템 온(ON)).
즉, 카메라(140)를 통해 운전자의 얼굴이 촬영되고, 제어부(120)가 촬영된 영상을 입력받아 이에 기초하여 운전자의 상태를 판정하는 일련의 알고리즘을 수행하게 된다.
물론, 온/오프 스위치(110)가 오프(OFF) 상태를 유지하는 경우 카메라(140)가 카메라 수납부(37)에 수납된 상태로 운전자 상태 감지는 실행되지 않는다(시스템 오프 상태).
또한 온 상태에서 다시 오프 상태로 조작될 경우 오프 조작신호의 입력에 따라 제어부(120)는 카메라 구동부(130)의 구동을 제어하여 카메라(140)를 카메라 수납부(37)에 숨겨질 수 있도록 내부 숨김 위치로 이동시키며, 이어 운전자 상태 감지를 위한 모든 과정이 정지된다.
결국, 본 발명에서는 운전자 상태 감지 시스템의 기능이 사용되지 않을 경우 스티어링 컬럼 커버(31)에 장착된 카메라(140)를 내부 공간으로 숨겨주므로 클러스터에 표시되는 정보의 가림 현상이 해소될 수 있게 된다.
다음으로, 도 5는 운전자의 클러스터 응시에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 작동상태를 나타내는 순서도로서, 본 발명에서는 클러스터를 응시하여 이에 표시된 정보를 확인하고자 하는 운전자 의지가 감지되는 경우 카메라를 내부 숨김 상태로 전환시키는 과정이 수행된다.
즉, 온/오프 스위치(110)의 온 상태로 운전자 상태 감지가 실행되는 동안 제어부(120)가 카메라(140)를 통해 촬영된 영상으로부터 운전자의 시선이 클러스터 전방에 위치된 카메라(140)를 일정시간 응시하는 경우를 감지하게 되면, 카메라 구동부(130)의 구동을 제어하여 카메라(140)를 자동으로 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 것이다.
상기 카메라(140)가 클러스터 전방의 스티어링 컬럼 커버(31) 상부면에 위치하므로 운전자가 클러스터 전방의 카메라(140)를 일정시간 응시하는 경우 클러스터에 표시된 정보를 확인하고자 하는 것으로 간주할 수 있다.
이에 제어부(120)는 운전자의 시선을 확인하여 일정시간 동안 카메라(140)를 응시할 경우 클러스터에 표시되는 정보의 가림 현상이 해소될 수 있도록 카메라(140)를 내부 숨김 위치로 이동시키게 된다.
상기와 같이 내부 숨김 상태에서는 카메라(140)의 이동과 더불어 운전자 상태 감지 실행이 중지될 수 있으며(운전자 상태 감지 시스템 오프), 이후 운전자의 시선이 다시 전방 주시 상태로 전환됨을 감지한 뒤 일정시간 경과하면 카메라(140)를 운전자 촬영이 가능한 외부 돌출 위치로 이동시키는 동시에 운전자 상태 감지가 재개되도록 할 수 있다(시스템 온).
물론, 별도의 제어 로직 없이 운전자가 온/오프 스위치(110)를 다시 온 시키는 조작에 의해 카메라(140) 이동 및 운전자 상태 감지 재개가 이루어지도록 할 수도 있다.
통상의 운전자 상태 감지 시스템에서는 카메라의 영상으로부터 운전자의 전방 주시 상태를 판정하는 알고리즘(졸음 여부 등 판정)을 수행하고 있으므로, 카메라의 영상으로부터 운전자가 전방 주시하고 있는 상태에서 시선을 전환하여 카메라를 주시하고 있음을 판정하는 과정에 대해서는 당업자 수준에서 알고리즘 추가를 통해 충분히 구현 가능한 기술 사항이므로 알고리즘 및 상세한 과정 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 6은 클러스터 경고 표시에 따른 운전자 상태 검지 시스템의 작동상태를 나타내는 순서도로서, 본 발명에서는 클러스터에 경고 표시가 들어온 경우 클러스터의 정보 및 경고 표시를 가리지 않게 카메라를 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 과정이 수행된다.
이를 위해, 제어부(120)는 클러스터 제어기(101)로부터 경고 발생 신호를 전송받도록 되어 있으며, 클러스터 제어기(101)는 경고 조건 발생시 경고 표시부에 경고 표시가 표시되도록 하는 통상의 과정과 더불어 상기 제어부(120)에 경고 발생 신호를 전송하도록 구비된다.
상기와 같이 제어부(120)가 클러스터 제어기(101)로부터 경고 발생 신호를 입력받게 되면 클러스터 경고 표시가 들어온 상태에서 카메라(140)를 내부 숨김 위치로 이동시켜 경고 표시가 카메라(140)에 의해 가려지지 않도록 하게 된다.
이러한 내부 숨김 상태에서는 카메라(140)의 이동과 더불어 운전자 상태 감지 실행이 중지될 수 있으며(운전자 상태 감지 시스템 오프), 이후 경고 상황이 해제되어 이를 알리는 해제 신호를 클러스터 제어기(101)로부터 입력받게 되면 카메라(140)를 운전자 촬영이 가능한 외부 돌출 위치로 이동시키는 동시에 운전자 상태 감지가 재개되도록 할 수 있다(시스템 온).
물론, 별도의 제어 로직 없이 운전자가 온/오프 스위치(110)를 다시 온 시키는 조작에 의해 카메라(140) 이동 및 운전자 상태 감지 재개가 이루어지도록 할 수도 있다.
다음으로, 도 7은 스티어링 컬럼의 틸트/텔레스코픽 조작에 따른 운전자 상태 감지 시스템의 작동상태를 나타내는 순서도로서, 본 발명에서는 스티어링 컬럼의 틸트 조작 또는 텔레스코픽 조작이 있는 경우 운전자 상태 감지 실행 및 카메라(140)의 외부 돌출 작동시 제어부(120)가 운전자의 눈이 카메라(140)의 촬영 범위(시야 범위)를 벗어나지 않도록 카메라(140)의 돌출 위치를 제어하는 과정이 수행된다.
즉, 스티어링 컬럼의 틸트 또는 텔레스코픽 조작상태에 따라 카메라(140)를 이동시켜 그 위치를 조정해줌으로써 스티어링 컬럼의 상하 전후 작동량만큼 카메라(140)의 외부 돌출 위치를 보상해주는 것이다.
이를 위해, 제어부(120)는 스티어링 컬럼의 틸트/텔레스코픽 기능을 조작하기 위한 컬럼 스위치(102)로부터 틸트/텔레스코픽 조작상태에 따른 신호, 즉 컬럼 작동방향 및 작동량을 나타내는 신호를 입력받도록 연결되며, 이에 제어부(120)가 컬럼 스위치로부터 조작에 따른 신호를 입력받아 이를 기초로 스티어링 컬럼의 상하 전후 작동량만큼 카메라(140)의 이동량을 계산한 뒤 계산된 이동량만큼 카메라(140)의 이동이 이루어지도록 카메라 구동부(130)의 구동을 제어하여, 카메라(140)의 돌출된 위치가 틸트/텔레스코픽 조작상태에 맞추어 조정될 수 있도록 한다.
컬럼 위치에 따라 카메라(140)의 이동 위치를 보상하는 상기한 제어 과정에서 본 발명의 제어부(120)가 틸트/텔레스코픽 조작상태에 따른 신호를 상술한 바와 같이 컬럼 스위치(102)로부터 입력받도록 구성될 수 있으나, 본 발명의 제어부(120)가 컬럼 스위치(102)의 조작신호를 입력받도록 된 컬럼 제어기(도시하지 않음)로부터 틸트/텔레스코픽 조작상태에 따른 컬럼 작동방향 및 작동량 신호를 입력받도록 구성될 수도 있다.
결국, 상기와 같이 컬럼 스위치의 조작상태에 따라 카메라의 위치가 자동 조정됨으로써 틸트/텔레스코픽 조작이 있고 난 상태에서 운전자 상태 감지 실행시 운전자의 눈이 카메라의 촬영 범위를 벗어나는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는 바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
102 : 컬럼 스위치 110 : 온/오프 스위치
120 : 제어부 130 : 카메라 구동부
140 : 카메라

Claims (7)

  1. 카메라를 이용하여 운전자를 촬영하고 촬영된 영상으로부터 운전자의 상태를 감지하는 운전자 상태 감지 시스템에 있어서,
    온/오프 조작을 위한 온/오프 스위치와;
    운전자를 촬영하고 스티어링 컬럼 커버의 출입구를 통해 커버 외부로의 돌출 및 커버 내부에 마련된 카메라 수납부로의 숨김이 가능하도록 장착되는 카메라와;
    상기 온/오프 스위치의 온/오프 조작신호에 연동하여 카메라를 커버 외부 돌출 상태 또는 커버 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와;
    상기 제어부에서 출력되는 제어신호에 따라 카메라를 이동시켜 외부 돌출 상태 또는 내부 숨김 상태로 전환시켜주는 카메라 구동부;를 포함하고,
    상기 카메라 구동부는,
    카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터와; 상기 모터의 회전축에 일체 회전되도록 연결된 스크류와; 일체로 이동되도록 카메라가 부착되고 상기 스크류에 나사 결합되어 스크류의 회전에 의해 카메라 수납부의 안내부를 따라 이동되는 이동체를 포함하며,
    상기 제어부는 클러스터에 경고 표시가 들어오게 되는 경고 발생 신호의 입력시 클러스터 전방에 위치된 카메라를 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전자 상태 감지 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라 구동부는 카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터를 포함하며,
    상기 카메라가 모터의 회전축에 장착되되, 카메라 렌즈가 모터의 회전축에서 편심된 위치에 위치되도록 장착되어, 상기 회전축의 회전시 카메라 렌즈가 출입구를 통해 카메라 수납부로 이동되어 숨겨지거나 커버 외부로 돌출되도록 된 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전 상태 감지 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라 구동부는,
    카메라 수납부에 고정 설치되고 제어부의 제어신호에 따라 구동이 제어되는 모터와;
    상기 모터의 회전축에 일체 회전되도록 장착된 피니언과;
    상기 카메라에 일체로 장착되고 일측에 피니언이 치합되는 랙 형상부가 구비되는 가동체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전 상태 감지 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 카메라를 통해 촬영된 영상으로부터 운전자의 시선이 클러스터 전방에 위치된 카메라를 응시하는 경우를 감지하면 카메라를 내부 숨김 상태로 이동시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전 상태 감지 시스템.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 스티어링 컬럼의 틸트나 텔레스코픽 조작상태에 따른 신호가 입력되면, 이를 기초로 스티어링 컬럼의 작동량만큼 카메라의 이동량을 계산한 뒤 계산된 이동량만큼 카메라를 이동시키기 위한 제어신호를 출력하여, 컬럼 위치에 따라 카메라의 외부 돌출 위치를 보상하도록 된 것을 특징으로 하는 카메라 이동형 운전 상태 감지 시스템.









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