KR101648021B1 - 시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템 - Google Patents

시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템 Download PDF

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Abstract

개시된 발명은 시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템에 관한 것으로서, 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치; 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 발신 장치로부터 전송되는 시선 인식용 신호를 수신하여, 수신된 시선 인식용 신호를 분석하고 운전자의 시선 변화를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치; 및 수신 장치에 의해서 감지된 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템{VEHICLE HAVING GAZE RECOGNIZING FUNCTION AND CONTROLLING METHOD THEREOF, AND GAZE RECOGNIZING SYSTEM}
시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템에 관한 것이다.
차량은 운전자의 편의성과 안정성을 고려하여 다양한 차량 안전 장치가 개발되고 있는 추세이다.
보다 구체적으로, 차량 안전 장치는 차량의 도로 주행 시, 운전자의 핸들조작을 보조하여 주행차선으로부터의 이탈을 방지하는 차선이탈 경보 장치와 운전자에 의해서 선택된 목적지까지의 경로 및 경로에 따른 주변 정보를 안내하는 내비게이션을 포함할 수 있다.
상기 내비게이션은 단순히 경로 정보를 제공하는 것 이외에도 운전자가 운전 중에 음악을 듣고 영상을 볼 수 있도록 오디오 장치와 비디오 장치를 포함하는 것이 일반적이다. 최근에는 오디오 장치, 비디오 장치 및 내비게이션 장치가 일체화된 AVN(Audio Video Navigation) 장치가 차량에 설치되고 있는 추세이다.
한편, 상술한 AVN 장치는 차량의 대시 보드에 위치하기 때문에, 운전자가 AVN 장치에서 표시되는 정보를 확인하기 위해 시선 방향을 바꾸게 되어 차량 운행 중에는 위험을 초래할 수 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 운전자의 시선 방향을 인식하여 차량 내 구비된 AVN 장치를 비롯한 장치들을 제어할 수 있도록 하는 서비스가 개발되고 있는 추세이다. 상술한 운전자의 시선 방향을 인식하는 방법은 차량 내부에 카메라를 설치하여 운전자의 시선을 인식하거나, 또는 운전의 동공 움직임을 판단하여 시선을 추적하기 위한 카메라를 부착한 안경을 장착하는 등의 방법을 적용하고 있는 실정이다.
그러나, 상술한 방법들은 운전자의 정확한 시선인식이 어렵고, 외광 조건에 의해 운전자의 얼굴에 그늘이 발생하거나 광량이 변경될 경우 오인식률이 높으며, 운전자의 얼굴과 배경을 구분하는데 시간과 차량 내 소프트웨어 구동을 위한 자원을 소모하는 알고리즘을 적용하게 되고, 카메라를 비롯한 관련 부품이 장착된 카메라 부착형 안경을 착용해야 하는 부담이 존재하며, 차량 내부 카메라 방식의 비용 부담으로 인하여 양산이 원활하지 않은 문제점이 제기되고 있다.
이에, 관련 운용자는 저비용의 운전자 시선의 인식률을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하게 되었다.
개시된 발명은 운전자의 안경에 착탈 가능한 신호 발생 장치를 장착하여, 발생 장치로부터 전달되는 신호를 기초로 운전자의 시선 방향을 인식하기 위한 시선 인식 기능을 갖는 차량 및 그 제어방법과 시선 인식 시스템을 제공하기 위한 것이다.
일 측면의 시선 인식 기능을 갖는 차량은, 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치; 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 수신하여, 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 운전자의 시선 변화를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치; 및 상기 수신 장치에 의해서 감지된 상기 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 발신 장치는, 상황에 따라 상기 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시킬 수 있다.
상기 수신 장치는, 상기 복수 개의 신호 감지 센서를 통해 상기 상황에 따라 차별화되어 발생되는 상기 시선 인식용 신호를 감지하여, 감지된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
상기 수신 장치는, 거리에 따른 상기 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
상기 수신 장치는, 상기 복수 개의 신호 감지 센서 중 특정 신호 감지 센서의 상기 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지할 수 있다.
상기 차량 내 장치는, AVN(Audio Video Navigation) 장치, 디스플레이, 경고 장치 및 전자식 사이드 미러 중 어느 하나일 수 있다.
상기 차량 내 장치가 AVN(Audio Video Navigation) 장치 또는 디스플레이이고, 상기 운전자의 시선 방향이 상기 AVN 장치 또는 상기 디스플레이의 위치와 일치하는 경우, 상기 제어부는, 상기 AVN 장치 또는 상기 디스플레이를 준비모드로 전환시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 운전자의 시선 방향이 기 설정된 시간 동안 동일한 경우, 졸음 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시킬 수 있다.
상기 차량 내 장치가 경고 장치이고, 상기 경고 장치를 통해 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 발생시킨 경우, 상기 제어부는, 상기 차선 이탈 및 근접 차량 경보 발생 이후 상기 운전자의 시선 변화가 기 설정된 시간 동안 감지되지 않으면, 상기 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시킬 수 있다.
상기 차량 내 장치가 전자식 사이드 미러이고, 상기 운전자의 시선 방향이 상기 전자식 사이드 미러의 위치와 일치하는 경우, 상기 제어부는, 상기 전자식 사이드 미러를 동작시켜 차량 외부 정보를 표시할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수신 장치에 의해서 감지된 상기 운전자의 시선 방향이 기 설정된 헤드 제스처(Head Gesture)의 동의 의사 방향 또는 거부 의사 방향과 일치하는지 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라, 상기 차량 내 장치의 기능을 실행시키거나 또는 실행시키지 않을 수 있다.
상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호일 수 있다.
다른 측면의 시선 인식 기능을 갖는 차량의 제어방법은, 차량이 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치된 발신 장치로부터 발생되는 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 수신하는 단계; 복수 개의 신호 감지 센서를 이용하여 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하여 운전자의 시선 변화를 감지하는 단계; 및 감지된 상기 운전자의 시선 변화에 따른 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 시선 인식용 신호를 수신하는 단계 이전에, 상기 발신 장치는 상황에 따라 상기 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생하거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생하거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생하거나, 또는 강도를 차별화하여 발생하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 운전자의 시선 변화를 감지하는 단계에서, 상기 차량은 상기 복수 개의 신호 감지 센서를 통해 상기 상황에 따라 차별화되어 발생되는 상기 시선 인식용 신호를 감지하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
상기 차량은 거리에 따른 상기 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
상기 차량은 상기 복수 개의 신호 감지 센서 중 특정 신호 감지 센서의 상기 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지할 수 있다.
상기 차량 내 장치는, AVN(Audio Video Navigation) 장치, 디스플레이, 경고 장치 및 전자식 사이드 미러 중 어느 하나일 수 있다.
상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호일 수 있다.
또 다른 측면의 시선 인식 시스템은, 사용자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어, 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치; 및 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 수신하여, 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 사용자의 시선 변화를 감지하여 사용자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치;를 포함할 수 있다.
상기 발신 장치는, 제어부의 제어에 따라 시선 인식용 신호를 발생시키는 신호 전송 센서; 및 상황별 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화하여 상기 시선 인식용 신호를 발생시키도록 상기 신호 전송 센서를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 발신 장치가 상기 안경에 설치되는 경우, 상기 제어부는, 상황에 따라 상기 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시킬 수 있다.
상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호일 수 있다.
개시된 발명은 착탈 가능한 발신 장치를 안경에 설치하고, 발신 장치로부터 발생되는 시선 인식용 신호를 수신할 수 있는 수신 장치를 차량 내 구비하여, 종래에 비해 저가의 비용으로 운전자의 시선을 인식할 수 있다는 것이다.
또한, 시선 인식용 신호를 감지할 수 있는 수신 장치의 위치가 차량 내 고정되어 있기 때문에, 발신 장치로부터 전달된 시선 인식용 신호를 기초로 운전자의 시선 변화를 정확하게 파악하는 것이 가능하다는 것이다.
도 1은 차량 외관을 도시하는 도면이다.
도 2는 차량 내부를 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 의한 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블럭도이다.
도 4는 다른 실시예에 의한 시선 인식 시스템의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블럭도이다.
도 5는 발신 장치로부터의 운전자 시선 인식용 신호를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 7은 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 차량 외관을 도시하는 도면이고, 도 2는 차량 내부를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(1)의 외관은 차량(1)의 외관을 형성하는 본체(10), 운전자에게 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 윈드 스크린(windscreen)(11), 운전자에게 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(12), 차량(1) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(13) 및 차량의 전방에 위치하는 앞바퀴(21), 차량의 후방에 위치하는 뒷바퀴(22)를 포함하여 차량(1)을 이동시키기 위한 바퀴를 포함할 수 있다.
윈드 스크린(11)은 본체(10)의 전방 상측에 마련되어 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다. 또한, 사이드 미러(12)는 본체(10)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러를 포함하며, 차량(1) 내부의 운전자가 차량(1) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도어(13)는 본체(10)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(1)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(1)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 차량(1)의 내부는 운전자가 차량(1)을 조작하기 위한 각종 기기가 설치되는 대시 보드(dashboard)(14), 차량(1)의 운전자가 착석하기 위한 운전석(15), 차량(1)의 동작 정보 등을 표시하는 클러스터 표시부(51, 52), 운전자의 조작 명령에 따라 경로 안내 정보를 제공하는 내비게이션 기능뿐만 아니라 오디오 및 비디오 기능까지 제공하는 AVN 장치(Audio Video Navigation)(170a)을 포함할 수 있다.
대시 보드(14)는 윈드 스크린(11)의 하부로부터 운전자를 향하여 돌출되게 마련되며, 운전자가 전방을 주시한 상태로 대시 보드(14)에 설치된 각종 기기를 조작할 수 있도록 한다.
운전석(15)은 대시 보드(14)의 후방에 마련되어 운전자가 안정적인 자세로 차량(1)의 전방과 대시 보드(14)의 각종 기기를 주시하며 차량(1)을 운행할 수 있도록 한다.
클러스터 표시부(51, 52)는 대시 보드(14)의 운전석(15) 측에 마련되며, 차량(1)의 운행 속도를 표시하는 주행 속도 게이지(51), 동력 장치(미도시)의 회전 속도를 표시하는 알피엠(rpm) 게이지(52)를 포함할 수 있다.
AVN 장치(170a)는 차량(1)이 주행하는 도로의 정보 또는 운전자가 도달하고자 하는 목적지까지의 경로를 표시하는 디스플레이 및 운전자의 조작 명령에 따라 음향을 출력하는 스피커(41)를 포함할 수 있다. 상기 AVN 장치(170a)는 센터페시아(center fascia)에 설치될 수 있다. 이때, 센터페시아는 대시 보드(14) 중에서 운전석과 조수석 사이에 있는 컨트롤 패널 부분을 의미하는 것으로, 대시 보드(14)와 시프트레버가 수직으로 만나는 영역이며, 이곳에는 AVN 장치(170)를 비롯하여 에어콘, 히터의 컨트롤러, 송풍구, 시거잭과 재떨이, 컵홀더 등을 설치할 수 있다. 또한, 센터페시아는 센터콘솔과 함께 운전석과 조수석을 구분하는 역할도 할 수 있다.
차량(1)은 상술한 구성 이외에도 바퀴(21, 22)을 회전시키는 동력 장치(미도시), 차량(1)의 이동 방향을 변경하는 조향 장치(미도시), 바퀴(21, 22)의 이동을 정지시키는 제동 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 동력 장치는 본체(10)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 앞바퀴(21) 또는 뒷바퀴(22)에 회전력을 제공한다. 이와 같은 동력 장치는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 포함할 수 있다.
조향 장치는 운전자로부터 주행 방향을 입력받는 조향 핸들(42), 조향 핸들(42)의 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 조향 기어(미도시), 조향 기어(미도시)의 왕복 운동을 앞바퀴(21)에 전달하는 조향 링크(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 조향 장치는 바퀴(21, 22)의 회전축의 방향을 변경함으로써 차량(1)의 주행 방향을 변경할 수 있다.
제동 장치는 운전자로부터 제동 조작을 입력받는 제동 페달(미도시), 바퀴(21, 22)과 결합된 브레이크 드럼(미도시), 마찰력을 이용하여 브레이크 드럼(미도시)의 회전을 제동시키는 브레이크 슈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 제동 장치는 바퀴(21, 22)의 회전을 정지시킴으로써 차량(1)의 주행을 제동할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 차량의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블럭도이다.
이하에서는, 발신 장치로부터의 운전자 시선 인식용 신호를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도 5, 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시도인 도 6 및 7을 참조하여 설명하기로 한다. 이때, 도 6 및 도 7은 설명의 편의를 위해 운전자가 안경을 미착용한 경우로 도시하였으나, 발신 장치가 장착된 안경을 착용한 것으로 간주하기로 한다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 차량(100)은 발신 장치(110), 수신 장치(130) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
또한, 차량(100)은 차량 내 구비되는 각종 장치(170), 예를 들어, AVN(Audio Video Navigation) 장치(170a), 디스플레이(170b), 경고 장치(170c) 및 전자식 사이드 미러(170d) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
발신 장치(110)는 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 시선 인식용 신호는 적외선 신호 또는 초음파 신호일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 발신 장치(110)가 운전자의 안경에 설치되는 경우, 안경의 좌측 및 우측에 각각 장착되거나, 또는 한측에만 장착되는 것도 가능하다 할 것이다.
상술한 안경은 운전자가 눈에 착용하는 구성으로, 운전자가 시력을 교정하기 위하여 착용하는 일반적인 안경뿐만아니라, 바람, 먼지, 햇빛 등을 차단하기 위하여 착용하는 선글라스도 포함함은 당연하다 할 것이다.
또한, 의복은 안경을 비롯하여 사용자가 착용할 수 있는 것을 의미하는 것으로, 귀걸이, 모자, 상의, 하의 등 사용자의 인체에 걸치는 모든 것을 포함하는 것으로 정의하기로 한다.
발신 장치(110)는 상황에 따라 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시킬 수 있다. 발신 장치(110)의 시선 인식용 신호의 발신 형태는 상술한 경우에 한정되지 않고, 수신 장치(130)에서 운전자의 시선 방향을 인지할 수 있는 형태라면 모두 가능하다 할 것이다.
도 5를 참조하면, 발신 장치(110)는 안경의 좌측(A1)과 우측(A2)에 각각 설치될 수 있으며, 각각이 서로 동일 또는 상이한 패턴의 신호를 발생시키거나, 또는 좌측과 우측이 서로 동일 또는 다른 파장의 신호를 발생시키거나, 또는 좌측과 우측이 서로 동일 또는 서로 다른 점등 간격으로 신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 신호 감지 센서(131)(도 5의 센서 1, 센서 2, 센서 3, 센서 4)는 차량 내 특정 위치(예를 들어, 대시 보드(14))에 설치되되, 운전자의 시선 방향 구분을 용이하게 할 수 있도록 배치될 수 있다. 상술한 신호 감지 센서(131)는 고정된 상태이기 때문에 차량 내 자신의 확정된 좌표를 가질 수 있다. 상기 신호 감지 센서(131)의 확정된 좌표는 운전자의 시선 방향을 파악할 때 이용될 수 있다.
수신 장치(130)는 복수 개의 신호 감지 센서(131)를 포함하고, 발신 장치(110)로부터 전송되는 시선 인식용 신호를 수신하여, 수신된 시선 인식용 신호를 분석하고 운전자의 시선 변화를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 수신 장치(130)는 신호 감지 센서(131), 시선 방향 인식부(133) 및 시선 정보 제공부(135)를 포함할 수 있다.
신호 감지 센서(131)는 도 5와 같이 차량(100) 내 다수 개가 배치(센서 1, 센서 2, 센서 3, 센서 4)되어 발신 장치(110)로부터 전송되는 시선 인식용 신호(예를 들어, 적외선, 초음파 형태)를 수신할 수 있다.
이때, 신호 감지 센서(131)가 차량(100) 내 설치되는 위치는 대시 보드(14)에 한정되지 않으며, 발신 장치(110)로부터 전송되는 시선 인식용 신호를 수신할 수 있는 위치라면 어디든 가능하다 할 것이다.
시선 방향 인식부(133)는 복수 개의 신호 감지 센서(131)를 통해 상황에 따라 차별화되어 발생되는 시선 인식용 신호를 감지하여, 감지된 시선 인식용 신호를 분석하고 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
시선 방향 인식부(133)는 거리에 따른 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
시선 방향 인식부(133)는 복수 개의 신호 감지 센서(131) 중 특정 신호 감지 센서(131)의 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 안경의 상대적 변위를 감지할 수 있다.
예를 들어, 시선 방향 인식부(133)는 센서 2 및 센서 3를 통해 시선 인식용 신호를 감지한 경우, 도 6과 같이, 운전자가 정면을 응시한다고 판단하고, 이후, 센서 4에서만 시선 인식용 신호를 감지한 경우, 안경의 상대적 변위를 파악하여, 도 7과 같이 운전자가 우측으로 시선을 이동시켰다고 판단할 수 있는 것이다.
이때, 신호 감지 센서(131) 중 특정 센서에서 감지되는 신호의 강도에 따라서도 안경의 상대적 변위를 파악할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하여, 시선 방향 인식부(133)가 센서 4를 통해서만 시선 인식용 신호를 수신한 것이 아니라, 센서 3에서도 센서 4에 비해 강도만 약할뿐만 시선 인식용 신호를 수신한 경우, 운전자의 시선 방향이 센서 3과 센서 4 사이이되, 센서 4측으로 더 이동되었다고 판단할 수 있는 것이다.
시선 정보 제공부(135)는 시선 방향 인식부(133)에 의해서 파악된 운전자의 시선 방향을 제어부(150)로 전달할 수 있다.
제어부(150)는 수신 장치(130)에 의해서 감지된 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치(170a, 170b, 170c, 170d : 이하 170이라고 하기로 함)의 기능을 실행시킬 수 있다.
차량 내 장치가 AVN(Audio Video Navigation) 장치(170a) 또는 디스플레이(170b)이고, 운전자의 시선 방향이 ANV 장치(170a) 또는 디스플레이(170b)의 위치와 일치하는 경우, 제어부(150)는 ANV 장치(170a) 또는 디스플레이(170b)를 준비모드로 전환시킬 수 있다. 이때, 준비모드는 해당 장치의 기능을 실행시킬 수 있는 상태로 전환하는 모드를 의미하는 정의하기로 한다.
또한, 제어부(150)는 운전자의 시선 방향이 기 설정된 시간 동안 동일한 경우, 졸음 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 주행 중에는 차량(100)의 주변 교통상황을 확인하거나, 또는 차량 내 장치(170)의 조작하거나, 또는 차량(100) 내 다른 탑승자와 대화를 위해 시선을 변경해야 하는 경우가 종종 발생하는 데, 수신 장치(130)로부터 전달되는 운전자의 시선 방향이 기 설정된 동안 동일한 경우, 제어부(150)는 운전자가 졸음 운전을 수행하고 있다고 판단하여 경고를 출력하는 것이다.
차량 내 장치가 경고 장치(170c)이고, 경고 장치(170c)를 통해 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 발생시킨 경우, 제어부(150)는 차선 이탈 및 근접 차량 경보 발생 이후 운전자의 시선 변화가 기 설정된 시간 동안 감지되지 않으면, 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 경고 장치(170c)를 통해 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 발생시킨 경우, 운전자는 해당 정보를 확인하기 위해 시선을 변경한다는 가정 하에 운전자의 시선이 고정된 경우, 제어부(150)는 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 재 안내하여 운전자가 인지할 수 있도록 하는 것이다.
차량 내 장치가 전자식 사이드 미러(170d)이고, 운전자의 시선 방향이 전자식 사이드 미러(170d)의 위치와 일치하는 경우, 제어부(150)는 전자식 사이드 미러(170d)를 동작시켜 차량 외부 정보를 표시할 수 있다. 이로 인해, 전자식 사이드 미러(170d)가 차량 외부 정보를 계속 표시하는 것에 비해 배터리 소모를 줄이고, 전자식 사이드 미러(170d)의 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 제어부(150)는 수신 장치(130)에 의해서 감지된 운전자의 시선 방향이 기 설정된 헤드 제스처(Head Gesture)의 동의 의사 방향 또는 거부 의사 방향과 일치하는지 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라, 상기 차량 내 장치의 기능을 실행시키거나 또는 실행시키지 않을 수 있다.
예를 들어, 운전자의 시선인식을 통해 헤드 제스처 인터페이스로 활용하는 것이다. AVN(Audio Video Navigation)의 경우, 정보안내 동의여부, 목적지 변경 확인 여부, 안내 지속 확인 여부 등을 운전자에게 수시로 문의하며, 더 나아가 주행 루트에 매칭되는 광고 정보의 수신여부나 선택여부를 수시로 문의한다. 이러한 경우, 간단한 예 또는 아니오 선택을 하는 것임에도 불구하고 주행 중에는 운전자의 주의력을 분산시키며, 비 주행중이라하더라도 손을 뻗어서 특정 위치에 포인팅하여 터치해야 함으로 불편함을 초래할 수 있다. 개시된 발명은 운전자의 시선인식이 가능하고 나아가 전체 머리의 지향 방향이 파악되기 때문에, 운전자의 좌우 또는 상하 움직임 등을 헤드 제스처 인터페이스로 활용하여 운전자의 편의를 증대시킬 수 있는 것이다.
상술한 제어부(150)는 프로그램의 명령을 해독하여 그에 따라 실행하는 장치인 CPU(central processing unit), 특정 시스템을 제어하기 위한 전용 프로세서인MCU(micro controller unit) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 의한 시선 인식 시스템의 구성을 상세하게 나타내는 제어 블럭도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 시선 인식 시스템(200)은 사용자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어, 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치(210) 및 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 수신하여, 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 사용자의 시선 변화를 감지하여 사용자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 이때, 수신 장치(230)는 도 3의 설명과 중복되어 상세한 설명은 생략하기로 한다.
발신 장치(210)는 신호 전송 센서(211), 제어부(213) 및 배터리(battery)(215)를 포함하여, 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.
이때, 의복은 안경을 비롯하여 사용자가 착용할 수 있는 것을 의미하는 것으로, 귀걸이, 모자, 상의, 하의 등 사용자의 인체에 걸치는 모든 것을 포함하는 것으로 정의하기로 한다.
신호 전송 센서(211)는 제어부(213)의 제어에 따라 시선 인식용 신호를 발생시킬 수 있다. 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호인 착탈 가능한 발신 장치.
제어부(213)는 상황별 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화하여 시선 인식용 신호를 발생시키도록 신호 전송 센서(211)를 제어할 수 있다.
상기 발신 장치(210)가 안경에 설치되는 경우, 제어부(213)는 상황에 따라 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시킬 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 차별화하지 않고 동일한 시선 인식용 신호를 발생시키는 것도 가능하다 할 것이다.
배터리(215)는 발신 장치(210)가 구동되기 위한 연료를 공급하기 위한 구성일 수 있다.
도 8은 운전자의 시선 방향을 감지하기 위한 차량의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치된 발신 장치(110)는 상황에 따라 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생하거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생하거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생하거나, 또는 강도를 차별화하여 발생할 수 있다(S101).
상기 시선 인식용 신호는 적외선 신호 또는 초음파 신호일 수 있다.
다음, 차량(100)은 발신 장치(110)로부터 발생되는 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 복수 개의 신호 감지 센서(131)를 이용하여 수신할 수 있다(S103).
다음, 차량(100)은 수신된 시선 인식용 신호를 분석하여 운전자의 시선 변화를 감지할 수 있다(S105, S107).
이때, 차량(100)은 복수 개의 신호 감지 센서(131)를 통해 상황에 따라 차별화되어 발생되는 시선 인식용 신호를 감지하여 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
또한, 차량(100)은 거리에 따른 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악할 수 있다.
또한, 차량(100)은 복수 개의 신호 감지 센서(131) 중 특정 신호 감지 센서(131)의 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 안경의 상대적 변위를 감지할 수 있다.
다음, 차량(100)은 감지된 운전자의 시선 변화에 따른 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시킬 수 있다(S109, S111).
상기 차량 내 장치는 AVN(Audio Video Navigation) 장치(170a), 디스플레이(170b), 경고 장치(170c) 및 전자식 사이드 미러(170d) 중 어느 하나일 수 있다.
개시되는 발명의 시선 인식 시스템의 기술은 차량 내에서 구현되는 것에 한정되지 않으며, 스마트 텔레비전이나, 가전 등에 수신 장치를 구비하고, 별도의 시선 인식용 신호를 발생하는 발신 장치를 구비하여 댁내를 비롯하여 다양한 장소 및 분야에서 적용하는 것이 가능하다 할 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1, 100 : 차량 110 : 발신 장치
130, 230 : 수신 장치 131 : 신호 감지 센서
133 : 시선 방향 인식부 135 : 시선 정보 제공부
150, 213 : 제어부 200 : 시선 인식 시스템
211 : 신호 전송 센서 215 : 배터리

Claims (23)

  1. 운전자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치;
    차량 내 자신의 좌표를 각각 가지는 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 직접 수신하여, 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 운전자의 시선 변화를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치; 및
    상기 수신 장치에 의해서 감지된 상기 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시키는 제어부; 를 포함하고,
    상기 발신 장치는 상황에 따라 상기 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시키며,
    상기 수신 장치는 거리에 따른 상기 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하거나, 또는 상기 복수 개의 신호 감지 센서 중 특정 신호 감지 센서의 상기 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지하는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량 내 장치는, AVN(Audio Video Navigation) 장치, 디스플레이, 경고 장치 및 전자식 사이드 미러 중 어느 하나인 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량 내 장치가 AVN(Audio Video Navigation) 장치 또는 디스플레이이고, 상기 운전자의 시선 방향이 상기 AVN 장치 또는 상기 디스플레이의 위치와 일치하는 경우,
    상기 제어부는, 상기 AVN 장치 또는 상기 디스플레이를 준비모드로 전환시키는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 운전자의 시선 방향이 기 설정된 시간 동안 동일한 경우, 졸음 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시키는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차량 내 장치가 경고 장치이고, 상기 경고 장치를 통해 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 발생시킨 경우,
    상기 제어부는,
    상기 차선 이탈 및 근접 차량 경보 발생 이후 상기 운전자의 시선 변화가 기 설정된 시간 동안 감지되지 않으면, 상기 차선 이탈 및 근접 차량 경보를 음성 또는 문자 형태로 발생시키는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 차량 내 장치가 전자식 사이드 미러이고, 상기 운전자의 시선 방향이 상기 전자식 사이드 미러의 위치와 일치하는 경우,
    상기 제어부는,
    상기 전자식 사이드 미러를 동작시켜 차량 외부 정보를 표시하는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신 장치에 의해서 감지된 상기 운전자의 시선 방향이 기 설정된 헤드 제스처(Head Gesture)의 동의 의사 방향 또는 거부 의사 방향과 일치하는지 여부를 확인하고, 확인 결과에 따라, 상기 차량 내 장치의 기능을 실행시키거나 또는 실행시키지 않는 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호인 시선 인식 기능을 갖는 차량.
  13. 발신 장치는 상황에 따라 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생하거나, 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생하거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생하거나, 또는 강도를 차별화하여 발생하는 단계;
    차량이 운전자의 안경에 착탈 가능하도록 설치된 발신 장치로부터 발생되는 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화한 시선 인식용 신호를 수신하는 단계;
    차량 내 자신의 좌표를 각각 가지는 복수 개의 신호 감지 센서를 이용하여 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 직접 수신하는 단계;
    수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하여 운전자의 시선 변화를 감지하는 단계; 및
    감지된 상기 운전자의 시선 변화에 따른 운전자의 시선 방향에 매칭되는 차량 내 장치의 기능을 실행시키는 단계; 를 포함하고,
    상기 운전자의 시선 변화를 감지하는 단계에서, 상기 차량은 거리에 따른 상기 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하거나, 또는 상기 복수 개의 신호 감지 센서 중 특정 신호 감지 센서의 상기 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지하는 시선 인식 기능을 갖는 차량의 제어방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제13항에 있어서,
    상기 차량 내 장치는, AVN(Audio Video Navigation) 장치, 디스플레이, 경고 장치 및 전자식 사이드 미러 중 어느 하나인 시선 인식 기능을 갖는 차량의 제어방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호인 시선 인식 기능을 갖는 차량의 제어방법.
  20. 사용자의 안경을 비롯하여 의복에 착탈 가능하도록 설치되어, 상황별 패턴, 파장, 강도 및 발광 시간 중 적어도 하나 이상을 차별화하여 시선 인식용 신호를 발생시키는 발신 장치; 및
    차량 내 자신의 좌표를 각각 가지는 복수 개의 신호 감지 센서를 포함하고, 상기 발신 장치로부터 전송되는 상기 시선 인식용 신호를 직접 수신하여, 수신된 상기 시선 인식용 신호를 분석하고 사용자의 시선 변화를 감지하여 사용자의 시선 방향을 파악하는 수신 장치; 를 포함하고,
    상기 발신 장치는 상황에 따라 상기 시선 인식용 신호의 패턴을 차별화하여 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 파장을 각각 상이하게 발생시키거나, 상기 안경의 좌측과 우측의 점등 간격을 상이하게 발생시키거나, 또는 강도를 차별화하여 발생시키며,
    상기 수신 장치는 거리에 따른 상기 시선 인식용 신호의 강도 변화 및 패턴의 변화를 기초로 상기 안경의 상대적 변위를 감지하여 운전자의 시선 방향을 파악하거나, 또는 상기 복수 개의 신호 감지 센서 중 특정 신호 감지 센서의 상기 시선 인식용 신호의 감지여부를 이용하여 상기 안경의 상대적 변위를 감지하는 시선 인식 시스템.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제20항에 있어서,
    상기 시선 인식용 신호는, 적외선 신호 또는 초음파 신호인 시선 인식 시스템.
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