KR101720947B1 - 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

버튼 조작 시 발생되는 주파수 신호를 수집해 제어 명령을 인식 가능하도록 마련된 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일 측면에 따른 입력 장치는, 가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼을 포함하는 입력부, 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부, 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 정보에 기초해 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 제어부를 포함한다.

Description

입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법 {INPUT APPARATUS, VEHICLE COMPRISING THE SAME AND CONTROL METHOD FOR THE VEHICLE}
입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
차량은 차량속도, 엔진 회전수, 주유량, 냉각수 등의 주행 기능을 가지며, 기본적인 주행 기능 외에도 오디오 기능, 비디오 기능, 내비게이션 기능, 공조 제어, 시트 제어, 조명 제어 등의 기능을 가질 수 있다.
이러한 차량의 기능 조작을 위해 다양한 입력 장치들이 사용될 수 있으며, 최근에는 사용자가 차량용 기능들을 보다 쉽게 호출하고 실행할 수 있도록 마련된 입력 장치에 대한 연구가 행해지고 있다.
일 측면은 버튼 조작 시 발생되는 소리 신호를 수집해 제어 대상에 제어 명령을 전달하도록 마련된 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일 측면에 따른 입력 장치는, 가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼을 포함하는 입력부; 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부; 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리; 및 메모리에 저장된 정보에 기초해 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 제어부;를 포함한다.
또한, 버튼은, 미리 설정된 소리 신호를 발생 시키도록 마련될 수 있다.
또한, 입력부는, 제 1 소리 신호를 발생시키는 제 1 버튼; 및 제 1 소리 신호와 다른 주파수를 가지는 제 2 소리 신호를 발생시키는 제 2 버튼;을 포함할 수 있다.
또한, 버튼은, 버튼의 몸체를 이루는 버튼 프레임; 버튼 프레임을 지지하며, 내 측면에 고정자가 설치된 버튼 가이드; 버튼 프레임의 배면에서 후방으로 돌출되게 설치되며, 측면에 돌기가 형성된 누름 축; 및 버튼 프레임을 버튼 가이드에 대해 탄성적으로 지지하는 복원 스프링;을 포함할 수 있다.
또한, 돌기는, 누름 축이 제 1 축을 중심으로 이동함에 따라 고정자와 만나 소리 신호를 발생시키도록 마련될 수 있다.
또한, 버튼은, 탈착 가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 제어부는, 버튼의 장착 위치와 무관하게 메모리에 저장된 정보에 기초해 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 제어 명령을 제어 대상에 전달할 수 있다.
또한, 제어부는, 소리 수집부에서 수집된 소리 신호를 주파수 신호로 변환하고, 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류할 수 있다.
또한, 제어부는, 분류된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부는, 복수 개의 주파수 영역에서 주파수 신호가 검출되고 검출된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우, 입력된 소리 신호를 노이즈로 구분할 수 있다.
다음으로, 입력 장치를 포함하는 차량에 있어서, 입력 장치는, 가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼을 포함하는 입력부; 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부; 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리; 및 메모리에 저장된 정보에 기초해 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 제어부;를 포함한다.
또한, 버튼은, 미리 설정된 소리 신호를 발생 시키도록 마련될 수 있다.
또한, 입력부는, 제 1 소리 신호를 발생시키는 제 1 버튼; 및 제 1 소리 신호와 다른 주파수를 가지는 제 2 소리 신호를 발생시키는 제 2 버튼;을 포함할 수 있다.
또한, 버튼은, 버튼의 몸체를 이루는 버튼 프레임; 버튼 프레임을 지지하며, 내 측면에 고정자가 설치된 버튼 가이드; 버튼 프레임의 배면에서 후방으로 돌출되게 설치되며, 측면에 돌기가 형성된 누름 축; 및 버튼 프레임을 버튼 가이드에 대해 탄성적으로 지지하는 복원 스프링;을 포함할 수 있다.
또한, 누름 축은, 누름 축이 제 1 축을 중심으로 이동함에 따라 돌기가 고정자와 만나 소리 신호를 발생시키도록 마련될 수 있다.
또한, 버튼은, 탈착 가능하도록 마련될 수 있다.
또한, 제어부는, 버튼의 장착 위치와 무관하게 메모리에 저장된 정보에 기초해 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 제어 명령을 제어 대상에 전달할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 차량의 제어 방법은, 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 단계; 수집된 소리 신호를 신호 처리하는 단계; 메모리에 저장된 정보에 기초해 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하는 단계; 및 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 단계;를 포함한다.
또한, 수집된 소리 신호를 신호처리 하는 단계는, 소리 신호를 주파수 신호로 변환하고, 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 수집된 소리 신호를 신호처리 하는 단계는, 분류된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 수집된 소리 신호를 신호처리 하는 단계는, 복수 개의 주파수 영역에서 주파수 신호가 검출되고 검출된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우, 입력된 소리 신호를 노이즈로 구분하는 것을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 의하면, 입력 장치에 마련된 버튼에서 발생된 소리 신호를 분석해 버튼 조작이 가능할 수 있다.
이에, 버튼 별로 추가 하드웨어를 마련하지 않을 수 있으며, 버튼들의 레이아웃 변경이 용이할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 차량 내부에 일 실시 예에 따른 입력 장치가 설치된 예를 도시한 도면이다.
도 4는 상용 차량 내부에 일 실시 예에 따른 입력 장치가 설치된 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 입력 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 입력 장치의 제어 블록도 이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 버튼의 구조를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9은 도 7에 따른 입력 모듈에서 소리가 발생되는 원리를 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12은 일 실시 예에 따른 입력 장치 버튼들의 레이아웃 변경 예들을 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 차량의 제어 순서도 이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법의 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 차량(100)의 외관도 이다.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 차량(100)의 외관을 형성하는 본체(1)와, 차량(100) 내부의 운전자에게 차량(100) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(30)와, 차량(100)을 이동시키는 차륜(51, 52)과, 차륜(51, 52)을 회전시키는 구동 장치(60)와, 차량(100) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(71)와, 운전자에게 차량(100) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(81, 82)를 포함할 수 있다.
전면 유리(30)는 본체(100)의 전방 상측에 마련되어 차량(100) 내부의 운전자가 차량(100) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 하는 것으로서, 윈드쉴드 글래스(windshield glass)라고도 한다.
차륜(51, 52)은 차량(100)의 전방에 마련되는 전륜(51)과 차량(100)의 후방에 마련되는 후륜(52)을 포함하며, 구동 장치(60)는 본체(1)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(51) 또는 후륜(52)에 회전력을 제공할 수 있다. 이와 같은 구동 장치(60)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
도어(71)는 본체(1)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(100)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(100)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다. 도어(71)에는 밖을 내다 보거나 밖에서 안을 볼 수 있는 윈도우(72)가 설치될 수 있다. 실시 예에 따라 윈도우(72)는 한쪽에서만 볼 수 있도록 마련될 수 있으며, 개폐 가능하도록 마련될 수도 있다.
사이드 미러(81, 82)는 본체(1)의 좌측에 마련되는 좌측 사이드 미러(81) 및 우측에 마련되는 우측 사이드 미러(82)를 포함하며, 차량(100) 내부의 운전자가 차량(100) 측면 및 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량(100)의 내부 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 차량(100) 내부에 입력 장치(200)가 설치된 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바를 참조하면 차량(100)은 운전자 등이 탑승하는 시트(110)와, 기어 박스(120), 스티어링 휠(140) 및 센터페시아(130) 등이 마련된 대시보드(150)(dashboard)를 포함할 수 있다.
기어 박스(120)에는 차량(100) 변속을 위한 변속 레버(121)와, 차량(100)의 기능 수행을 제어하기 위한 터치 패드(122)가 설치될 수 있으며, 실시 예에 따라 다이얼 조작부(123)가 선택적으로 설치될 수도 있다.
스티어링 휠(140)은 차량(100)의 주행 방향을 조절하기 위한 장치로, 운전자에 의해 파지되는 림(141) 및 차량(100)의 조향 장치와 연결되고 림(141)과 조향을 위한 회전축의 허브를 연결하는 스포크(142)를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라서 스포크(142)에는 차량(100) 내의 각종 장치, 일례로 오디오 장치 등을 제어하기 위한 조작 장치(142a, 142b)가 형성될 수 있다.
센터페시아(130)에는 차량(100)의 여러 기능들에 대한 사용자의 제어 명령을 입력 받도록 마련된 입력 장치(200)가 설치될 수 있다. 이러한 입력 장치(200)는 공조 장치, 오디오 장치 등을 포함한 차량(100)의 여러 기능들을 제어하기 위한 사용자의 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
입력 장치(200)는 센터페시아(130)의 AVN 장치(134) 하단에 설치될 수 있다. 다만, 입력 장치(200)의 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 기어 박스(120), 스티어링 휠(140) 등에 설치될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 4에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 상용 차량의 대시보드에 설치될 수도 있다. 이러한 입력 장치(200)는 공조 장치, 오디오 장치, 실내 조명 장치, 블루투스 장치, 도어 개폐 장치 등을 포함한 상용 차량의 여러 기능들을 제어하기 위한 사용자의 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
이러한 입력 장치(200)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바에 따른 차량(100) 외에 비행기 조종석, 발전기 제어실, 방송국의 스튜디오 부조정실(믹싱룸) 등에 설치될 수도 있다. 이하, 설명의 편의상 입력 장치(200)가 도 1 내지 3에 도시된 차량(100) 내부에 설치된 경우를 전제로 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)의 제어 블록도를 도시한 도면이다. 일 실시 예에 따른 차량(100)은 개시된 발명에 따른 입력 장치(200)를 포함할 수 있으며, 이하 입력 장치(200)를 중심으로 발명의 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 입력부(210), 소리 수집부(220), 메모리(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 적어도 하나의 버튼(B)을 포함할 수 있다. 입력부(210)는 단일 버튼을 포함하거나 복수 개의 버튼을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의상 입력부(210)가 제 1 버튼(B1) 내지 제 4 버튼(B4)을 포함하는 경우를 예로 들어 설명하도록 한다. 다만, 버튼의 개수, 크기 및 형상이 도 5에 도시된 바에 의해 한정되는 것은 아니며, 버튼의 개수, 크기 및 형상은 설계자의 의도에 따라 다양하게 변형 가능할 수 있다.
버튼(B)은 사용자로부터 가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련될 수 있다. 보다 상세하게, 각각의 버튼(B)은 버튼(B) 별로 고유의 소리 신호를 발생시키도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 1 버튼(B1)은 제 1 소리 신호를 발생 시킬 수 있으며, 제 2 버튼(B2)은 제 2 소리 신호를 발생시킬 수 있으며, 제 3 버튼(B3)은 제 3 소리 신호를 발생시킬 수 있으며, 제 4 버튼(B4)은 제 4 소리 신호를 발생시킬 수 있다.
여기서, 제 1 내지 4 소리 신호는 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 즉, 버튼(B)에서 발생되는 소리 신호는 미리 설정된 주파수를 가질 수 있으며, 이하 이러한 주파수를 버튼(B)의 고유 주파수라 정의한다.
이러한 버튼(B)은 도 7에 도시된 바와 같은 구조로 마련될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 버튼(B)의 구조를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 버튼(B)은, 버튼(B)의 몸체를 이루는 버튼 프레임(250)과, 버튼 프레임(250)을 지지하며 내 측면에 고정자(270)가 설치된 버튼 가이드(255)와, 버튼 프레임(250)의 배면에서 후방으로 돌출되게 설치되며 측면에 돌기(280)가 형성된 누름 축(260)과, 버튼 프레임(250)을 버튼 가이드(255)에 대해 탄성적으로 지지하는 복원 스프링(260)을 포함할 수 있다.
버튼 프레임(250)은 전면으로 볼록하고 배향면이 개방되고 소정의 높이를 가지도록 마련되어 버튼(B)의 몸체를 형성할 수 있다. 버튼 프레임(250)에는 버튼(B)의 기능을 구별하기 위한 기능 아이콘이 형성될 수 있다.
버튼 프레임(250)의 배면에는 버튼 프레임(250)의 후방으로 돌출되게 형성된 누름 축(260)이 마련될 수 있다. 누름 축(260)의 측면에는 누름 축(260)의 이동에 따라 버튼(B) 고유의 소리 신호를 발생 시키도록 마련된 돌기(280)가 형성될 수 있다.
버튼 가이드(255)는 버튼 프레임(250)을 수용 하도록 버튼 수용 홈이 형성되는 몸체를 이루는 가이드 프레임(256)과, 누름 축(260)이 삽입되어 지지되는 관통 홀이 형성된 고정 플레이트(257)와, 고정 플레이트(257)를 가이드 프레임(256)에 착탈 가능하도록 고정시키도록 마련된 착탈 수단(258)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 착탈 수단(258)은 생략되고 가이드 프레임(256)과 고정 플레이트(257)가 일체로 형성될 수도 있다.
가이드 프레임(256)의 내 측면에는 흡음제(290)가 마련될 수 있다. 흡음제(290)는 버튼(B)의 동작에 의해 발생되는 소리 신호와 입력 장치(200)의 외부에서 발생되는 소리 신호의 간섭을 최소화 하도록 마련될 수 있다. 이하, 입력 장치(200)의 외부에서 발생되는 소리 신호는 노이즈라 지칭될 수 수 있다. 흡음제(290)의 재료로는 폴리 우레탄 섬유 등의 재료가 사용될 수 있으나, 사용 가능한 흡음제(290)의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
가이드 프레임(256)의 내 측면에는 고정자(270)가 형성될 수 있다. 고정자(270)는 누름 축(260)에 형성된 돌기(280)와 만나 소리 신호를 발생시킬 수 있는데, 이 때 발생되는 소리 신호의 주파수 대역은 고정자(270)의 두께, 길이, 넓이 및 재질에 따라 결정될 수 있다. 한편, 돌기(280)의 두께, 길이, 넓이 및 재질 역시 소리 신호의 주파수 대역에 영향을 미칠 수 있으며, 이하 고정자(270)의 파라미터에 대한 설명은 돌기(280)의 파라미터에 대한 설명을 포함할 수 있다.
각각의 파라미터가 소리 신호의 주파수 대역에 미치는 영향은 아래의 식 1으로 표현될 수 있다.
[식 1]
F = a * h/(t * b)
식 1에서 f는 주파수를 의미하고, a는 재료 파라미터를 의미하고, h는 고정자(270)의 길이를 의미하고, t는 고정자(270)의 두께를 의미하고, b는 고정자(270)의 넓이를 의미한다.
식 1을 참조하면, 작은 파라미터를 가지는 재료를 사용하거나, 고정자(270)의 길이를 짧게 형성하거나 두께를 두껍게 형성하거나 폭을 두껍게 형성할 경우 저 주파수 대역의 소리 신호가 발생됨을 확인할 수 있다. 반대로, 큰 파라미터를 가지는 재료를 사용하거나, 고정자(270)의 길이를 길게 형성하거나 두께를 얇게 형성하거나 폭을 얇게 형성할 경우 고 주파수 대역의 소리 신호가 발생됨을 확인할 수 있다.
도 8 및 도 9은 도 7에 따른 입력 모듈에서 소리가 발생되는 원리를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바를 참조하면, 버튼 프레임(250)을 통해 누름 동작이 입력되면 누름 축(260)에 형성된 돌기(280)가 가이드 프레임(256) 내 측면에 형성된 고정자(270)와 가까워진다. 계속해서 누름 동작이 입력되면 돌기(280)와 고정자(270)가 만나 돌기(280)와 고정자(270)의 마찰에 의해 소리 신호가 발생될 수 있다.
보다 상세하게, 버튼 프레임(250)은 사용자의 누름 동작에 의해 제 1 축(A)을 따라 제 1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 누름 축(260)에 형성된 돌기(280)와 가이드 프레임(256)의 내 측면에 형성된 고정자(270)가 만나 소리 신호가 발생될 수 있다.
한편, 사용자의 누름 동작이 해지되면 버튼 프레임(250)은 제 1 축(A)을 따라 제 2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 여기서 제 2 방향(D2)은 제 1 방향(D1)과 반대 방향을 의미한다. 이 경우, 누름 축(260)에 형성된 돌기(280)와 가이드 프레임(256)의 내 측면에 형성된 고정자(270)가 다시 만나 소리 신호가 발생될 수 있다.
소리 수집부(220)는 버튼(B)에서 발생된 소리 신호를 수집하고, 수집된 소리 신호를 제어부(240)에 출력할 수 있다.
소리 수집부(220)는 일반적인 가청 주파수 대역(16 Hz 내지 20 kHz)의 소리 신호를 수집하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소리 수집부(220)는 마이크로폰(Microphone), 압전 센서(Piezoelectric Sensor) 및 음향 차동형 센서(Acoustic Differential Sensor)를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 센서를 채용할 수 있으나, 채용 가능한 센서의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
소리 수집부(220)는 단일 센서를 채용해 복수 개의 버튼(B: B1, B2, B3, B4)에서 발생되는 소리 신호를 수집할 수 있다. 이 경우, 복수 개의 센서를 채용하는 경우에 비해 원가 측면에서 유리할 수 있다. 다만, 소리 수집부(220)의 구성 방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 소리 인식의 정확도를 향상시키기 위해 복수 개의 센서를 채용해 복수 개의 버튼(B: B1, B2, B3, B4)에서 발생되는 소리 신호를 수집할 수 있음은 물론이다.
메모리(230)는 입력 장치(200)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램, 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다. 보다 상세하게, 입력 장치(200)의 제어를 위한 제어 프로그램, 제조사에서 최초로 제공되는 전용 어플리케이션 또는 외부로부터 다운로드 받은 범용 어플리케이션 등의 프로그램을 저장할 수 있다.
예를 들어, 메모리(230)는 소리 수집부(220)를 통해 수집된 아날로그 형태의 소리 신호를 디지털 형태로 변환하고, 디지털 형태의 소리 신호를 분석하기 위해 디지털 형태로 변환된 소리 신호의 도메인을 주파수 도메인으로 변환하고, 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하고, 분류된 주파수 신호를 분석해 소리 신호 내의 노이즈 존재 여부를 판단하고, 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 결정된 제어 명령을 제어 대상(300)에 전달하도록 설계된 어플리케이션 또는 프로그램을 저장할 수 있다.
메모리(230)는 소리 수집부(220)를 통해 수집된 소리 신호를 저장할 수 있으며, 소리 신호에 대한 주파수 영역 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(230)는 주파수 영역별 신호 정보를 저장할 수 있으며, 특정 주파수 신호에 대응되는 제어 명령 정보를 저장할 수도 있다.
예를 들어, 메모리(230)는 소리 수집부(220)를 통해 수집된 제 1 소리 신호를 저장할 수 있으며, 제 1 소리 신호의 도메인이 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환된 경우 주파수 도메인에서 제 1 소리 신호에 대한 주파수 신호를 저장할 수 있다. 아울러, 메모리(230)는 제 1 소리 신호의 주파수 대역과 매칭되는 제 1 제어 명령 정보를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(230)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에 알려져 있는 여러 형태로 구현될 수도 있다.
제어부(240)는 입력 장치(200)의 전반적인 동작 및 입력 장치(200)의 내부 구성요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 제어부(240)는 입력 장치(200)의 소리 수집부(220)를 통해 수집된 소리 신호가 전달되면, 메모리(230)에 저장된 입력 장치(200)의 제어 프로그램 또는 관련 어플리케이션을 실행할 수 있다.
제어부(240)는 프로세서(241), 입력 장치(200)의 제어를 위한 제어 프로그램 또는 어플리케이션이 저장된 롬(ROM, 243), 소리 수집부(220)에서 수집된 소리 신호 또는 소리 신호에 대한 주파수 정보를 저장하거나 입력 장치(200)에서 수행되는 다양한 작업에 대응되는 저장 영역으로 사용되는 램(RAM, 242)을 포함할 수 있다. 이하, 제어부(240)의 롬(243)과 램(242)은 메모리(230)의 롬과 램을 포함하는 개념일 수 있다.
제어부(240)는 소리 수집부(220)를 통해 수집된 소리 신호를 처리하고 분석하기 위한 소리 인식 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(240)는 제어부(240)와 전기적으로 연결되는 별개의 회로 기판에 소리 인식 프로세서, 램 또는 롬을 포함하는 소리 인식 프로세싱 보드를 포함할 수 있다. 이 때, 프로세서, 롬 및 램은 내부 버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다.
제어부(240)는 소리 수집부(220)를 통해 소리 신호가 전달되면 소리 인식 프로세서를 통해 소리 신호를 신호 처리해 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 결정된 제어 명령을 제어 대상(300)에 전달할 수 있다. 여기서 제어 대상(300)은, 차량(100) 내부에 마련된 공조 장치, 오디오 장치, 실내 조명 장치, 블루투스 장치, 도어 개폐 장치 등을 포함할 수 있다. 다만, 제어 대상(300)의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 제어부(240)는 소리 수집부(220)를 통해 아날로그 형태의 소리 신호가 전달되면 아날로그-디지털 변환기(ADC; Analog-Digital Converter)를 통해 아날로그 형태의 소리 신호를 디지털 형태의 소리 신호로 변환할 수 있다.
제어부(240)는 소리 신호의 분석을 위해 디지털 형태로 변환된 소리 신호의 도메인을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 신호처리를 수행할 수 있다. 소리 신호는 FFT(Fast Fourier Transform) 신호처리 기법을 적용해 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환될 수 있으나, 소리 신호의 도메인을 주파수 도메인으로 변환하는 신호처리 기법의 예가 FFT에 한정되는 것은 아니다.
제어부(240)는 필터 뱅크(filter bank)를 통해 주파수 도메인의 신호를 주파수 영역별로 분류할 수 있다. 필터 뱅크는 소리 신호의 주파수 대역을 다수 개의 대역 통과 필터에 의해 분할하고, 이들 필터 군으로부터의 출력에 의해 소리 신호를 분석하는 경우의 필터 군을 의미한다. 주파수 대역은 보통 15 내지 30개 정도의 필터로 분할될 수 있으나 필터의 개수가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 아울러, 대역 통과 필터의 주파수 대역은 청각에 있어서의 소리 분해능에 기초해 낮은 주파수 대역에서는 좁게, 높은 주파수 대역에서는 넓게 설정될 수 있다.
제어부(240)는 필터 뱅크를 통해 분류된 주파수 신호의 크기가 제 1 기준 값을 초과하는지 판단하고, 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단활 수 있다.
한편, 제어부(240)는 복수 개의 필터 뱅크 영역에서 주파수 신호가 검출되고, 검출된 주파수 신호의 크기가 각각 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우, 입력된 소리 신호를 노이즈로 판단하고 소리 신호의 신호 처리 과정을 종료할 수 있다. 제어부(240)는 이러한 과정을 통해 외부 노이즈로 인한 간섭 신호에 의해 제어 대상(300)이 오작동되는 현상을 방지할 수 있다.
제어부(240)는 필터 뱅크를 통해 분류된 주파수 신호에 기초해 해당 주파수 영역대의 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 결정된 제어 명령을 제어 대상(300)에 전달할 수 있다.
전술한 바와 같이, 개시된 발명에 따른 입력 장치(200)는 복수 개의 버튼(B: B1, B2, B3, B4)에서 발생되는 소리 신호를 단일 센서를 통해 수집해 버튼(B) 조작이 가능하도록 마련될 수 있다. 즉, 버튼(B) 자체에서 발생하는 고유 주파수에 의해 제어 명령을 결정하므로 버튼(B)을 어느 위치에 장착 하더라도 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 이에 버튼(B)의 레이아웃 변경이 용이할 수 있다.
도 10 내지 도 12은 일 실시 예에 따른 입력 장치(200) 버튼(B)들의 레이아웃 변경 예들을 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 입력 장치(200)에 마련된 단일 버튼(B)의 위치를 자유롭게 변경할 수 있다. 실시 예에 따라 입력 장치(200)가 차량(100)의 센터페시아에 설치된 경우, 사용자는 자신의 기호에 맞추어 차량(100) 내에서 자주 사용하는 버튼(B)들을 조작이 편한 위치에 배치할 수 있다.
도 11에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 입력부(210)에 마련된 복수 개의 버튼들 중 하나의 버튼을 변경하거나 교체할 수 있다.
입력 장치(200)의 버튼들은 시간이 지남에 따라 그 레이블, 심볼 등이 마모될 수 있으며, 경우에 따라 자주 사용하는 버튼들은 다른 버튼들에 비해 보다 빠르게 마모될 수 있다. 이에, 시간이 지남에 따라 버튼의 주기적인 교체가 필요하게 된다. 본 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 버튼의 교체가 필요한 경우 교체하고자 하는 버튼만 제거하고 새로운 버튼(B)으로 장착하는 방식으로 버튼들의 상태를 관리할 수 있다.
아울러, 사용자의 기호에 따라 개별 버튼을 변경하고자 할 경우 변경하고자 하는 버튼만 제거하고 새로운 버튼을 장착함으로써 사용자의 기호에 맞게 버튼의 레이아웃을 관리할 수 있다.
도 12에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200)는 그 설치 위치가 자유롭게 조절될 수 있다. 차량(100)의 센터페시아에 제 1 입력 장치(200-1)와 제 2 입력 장치(200-2)가 설치된 경우, 사용자는 자신의 기호에 맞추어 제 1 입력 장치(200-1)와 제 2 입력 장치(200-2)의 위치를 변경할 수 있다. 실시 예에 따라 사용자는 제 1 입력 장치(200-1)를 제거하고 제 1 입력 장치(200-1)가 제거된 위치에 제 3 입력 장치를 설치할 수도 있다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 입력 장치(200), 이를 포함하는 차량(100)에 대해 설명하였다. 다음으로 일 실시 예에 따른 차량의 제어 방법에 대해 설명한다. 이하, 설명의 편의상 일 실시 예에 따른 차량(100) 내부에 도 5 및 도 6에 도시된 바에 따른 입력 장치(200)가 설치된 경우를 전제로 차량의 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 차량의 제어 순서도 이다.
도 13 및 도 14에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량의 제어 방법은 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 단계와(410), 수집된 소리 신호를 신호 처리하는 단계와(420), 수집된 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하는 단계와(440), 제어 명령을 제어 대상(300)에 전달하는 단계(450)를 포함한다.
버튼(B)에서 발생된 소리 신호를 수집하는 단계는 버튼(B) 주위에 마련된 소리 수집부(220)를 통해 소리 신호를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 소리 수집부(220)는 수집된 소리 신호를 제어부(240)로 출력할 수 있다(410).
제어부(240)는 소리 신호를 전달 받으면 수집된 소리 신호를 신호 처리할 수 있다(420). 소리 신호를 신호 처리하는 것은 소리 신호를 주파수 신호로 변환하고(422, 424), 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하는 것(426)을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 분류된 주파수 신호를 분석(428)하고, 노이즈의 존재를 판단하는 것(430)을 더 포함할 수 있다.
소리 신호를 주파수 신호로 변환하는 것은, 아날로그 형태의 소리 신호를 디지털 형태로 변환하고(422), 디지털 형태로 변환된 소리 신호의 도메인을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하는 것을 포함할 수 있다(424).
주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하는 것은 필터 뱅크를 통해 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하는 것을 포함할 수 있다(426). 이하, 필터 뱅크의 원리와 관련해 전술한 바와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
주파수 신호가 분류되면, 분류된 주파수 신호를 분석하는 과정이 수행될 수 있다(428). 분류된 주파수 신호를 분석하는 과정은 분류된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역 대의 주파수를 가지는 것으로 판단하는 것을 포함할 수 있다.
분류된 주파수 신호를 분석하면, 소리 신호 내에 노이즈의 존재 여부를 판단하는 과정이 수행될 수 있다(430).
복수 개의 주파수 영역에서 주파수 신호가 검출되고, 검출된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호는 노이즈로 구분될 수 있다. 소리 신호가 노이즈로 구분되면 소리 신호의 신호 처리 과정은 종료될 수 있다.
소리 신호에 노이즈가 존재하지 않는 것으로 구분되면, 제어부(240)는 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 해당 제어 명령을 제어 대상(300)에 전달할 수 있다(440, 450).
이상으로 일 실시 예에 따른 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법에 대해 설명하였다. 발명의 기술적 사상이 전술한 기술적 사상에 의해 한정되는 것은 아니며 당해 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 가능할 수 있다.
100: 차량
200: 입력 장치
210: 입력부
220: 소리 수집부
230: 메모리
240: 제어부
250: 버튼 프레임(250)
260: 누름 축
270: 고정자
280: 돌기
300: 제어 대상
B: 버튼

Claims (21)

  1. 가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼을 포함하는 입력부;
    상기 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부;
    상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 정보에 기초해 상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 상기 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 소리 수집부에서 수집된 소리 신호를 주파수 신호로 변환하고, 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하고,
    상기 분류된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단하는 입력 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버튼은,
    미리 설정된 소리 신호를 발생 시키도록 마련된 입력 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 입력부는,
    제 1 소리 신호를 발생시키는 제 1 버튼; 및
    상기 제 1 소리 신호와 다른 주파수를 가지는 제 2 소리 신호를 발생시키는 제 2 버튼;을 포함하는 입력 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 버튼은,
    상기 버튼의 몸체를 이루는 버튼 프레임;
    상기 버튼 프레임을 지지하며, 내 측면에 고정자가 설치된 버튼 가이드;
    상기 버튼 프레임의 배면에서 후방으로 돌출되게 설치되며, 측면에 돌기가 형성된 누름 축; 및
    상기 버튼 프레임을 상기 버튼 가이드에 대해 탄성적으로 지지하는 복원 스프링;을 포함하는 입력 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 돌기는,
    상기 누름 축이 제 1 축을 중심으로 이동함에 따라 상기 고정자와 만나 소리 신호를 발생시키도록 마련된 입력 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 버튼은,
    탈착 가능하도록 마련된 입력 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 버튼의 장착 위치와 무관하게 상기 메모리에 저장된 정보에 기초해 상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 상기 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 입력 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복수 개의 주파수 영역에서 주파수 신호가 검출되고 상기 검출된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우,
    입력된 소리 신호를 노이즈로 구분하는 입력 장치.
  11. 입력 장치를 포함하는 차량에 있어서,
    상기 입력 장치는,
    가압되면 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼을 포함하는 입력부;
    상기 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부;
    상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 정보에 기초해 상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 상기 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 소리 수집부에서 수집된 소리 신호를 주파수 신호로 변환하고, 주파수 영역별로 주파수 신호를 분류하고, 상기 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단하는 차량.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 버튼은,
    미리 설정된 소리 신호를 발생 시키도록 마련된 차량.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 입력부는,
    제 1 소리 신호를 발생시키는 제 1 버튼; 및
    상기 제 1 소리 신호와 다른 주파수를 가지는 제 2 소리 신호를 발생시키는 제 2 버튼;을 포함하는 차량.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 버튼은,
    상기 버튼의 몸체를 이루는 버튼 프레임;
    상기 버튼 프레임을 지지하며, 내 측면에 고정자가 설치된 버튼 가이드;
    상기 버튼 프레임의 배면에서 후방으로 돌출되게 설치되며, 측면에 돌기가 형성된 누름 축; 및
    상기 버튼 프레임을 상기 버튼 가이드에 대해 탄성적으로 지지하는 복원 스프링;을 포함하는 차량.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 누름 축은,
    상기 누름 축이 제 1 축을 중심으로 이동함에 따라 상기 돌기가 상기 고정자와 만나 소리 신호를 발생시키도록 마련된 차량.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 버튼은,
    탈착 가능하도록 마련된 차량.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 버튼의 장착 위치와 무관하게 상기 메모리에 저장된 정보에 기초해 상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령을 결정하고, 상기 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 차량.
  18. 소리 신호를 발생시키도록 마련된 적어도 하나의 버튼과, 상기 버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 소리 수집부와, 상기 버튼에서 발생된 소리 신호의 주파수에 대응되는 제어 명령 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 차량의 제어 방법에 있어서,
    버튼에서 발생된 소리 신호를 수집하는 단계;
    수집된 소리 신호를 신호 처리하는 단계;
    상기 메모리에 저장된 정보에 기초해 상기 소리 신호에 대응되는 제어 명령을 결정하는 단계; 및
    상기 제어 명령을 제어 대상에 전달하는 단계;를 포함하고,
    상기 수집된 소리 신호를 신호처리 하는 단계는,
    소리 신호를 주파수 신호로 변환하고,
    주파수 영역별로 상기 주파수 신호를 분류하고,
    상기 분류된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우 입력된 소리 신호가 분류된 영역대의 주파수를 가지는 것으로 판단하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 수집된 소리 신호를 신호처리 하는 단계는,
    복수 개의 주파수 영역에서 주파수 신호가 검출되고 상기 검출된 주파수 신호의 크기가 미리 설정된 제 1 기준 값을 초과하는 경우,
    입력된 소리 신호를 노이즈로 판단하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
KR1020150152957A 2015-11-02 2015-11-02 입력 장치, 이를 포함하는 차량 및 그 제어 방법 KR101720947B1 (ko)

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