KR101774669B1 - 차량용 승객구분장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 승객구분장치에 관한 것으로, 차량 내 각 시트에 장착되어 시트에 위치하는 객체를 감지하는 센서 매트, 상기 센서 매트를 통해 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하는 임피던스 측정기, 및 상기 임피던스 측정기를 통해 측정한 전류를 분석하고, 분석결과에 대응하는 상기 객체를 추정하는 제어기를 포함한다.

Description

차량용 승객구분장치{OCCUPANT CLASSIFICATION APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 승객구분장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파 간섭 및 주변환경 변화에 강건하게 시트에 위치하는 객체를 구분하는 차량용 승객구분장치에 관한 것이다.
일반적으로, 승객구분장치(Occupant Classification System, OCS)는 시트에 작용하는 하중을 측정하여 승객을 구분하는 장치이다. 이러한 승객구분장치는 시트별로 내장된 개별 센서 매트로 구성된다. 이 센서 매트는 압력 분포를 측정하고 탑승자(승객) 상태를 확인하여 해당 정보를 에어백 제어 장치에 전달한다. 에어백과 밸트리트랙터가 작동되는 충돌의 경우, 승객구분장치의 분류 결과가 에어백 전개 여부에 고려된다.
본 발명은 푸리에 변환을 활용한 임피던스 측정을 통해 시트에 위치하는 객체를 구분하는 차량용 승객구분장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전원의 진폭 및 주파수를 주기적으로 변경하여 전자파 간섭 및 환경 변화에 따른 노이즈를 체크하여 이를 회피할 수 있게 하는 차량용 승객구분장치를 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 승객구분장치는 차량 내 각 시트에 장착되어 시트에 위치하는 객체를 감지하는 센서 매트, 상기 센서 매트를 통해 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하는 임피던스 측정기, 및 상기 임피던스 측정기를 통해 측정한 전류를 분석하고, 분석결과에 대응하는 상기 객체를 추정하는 제어기를 포함한다.
상기 센서 매트는 상호간에 수직 방향으로 중첩되게 설치되어 교류전원에 의해 전기장을 생성하는 제1전극과 제2전극을 포함한다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 동일한 형상 및 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 서로 다른 형상 및 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 임피던스 측정기는 교류전원을 발생시키는 전원부, 상기 교류전원을 인가받아 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하는 측정부, 및 상기 측정부에 의해 측정된 신호를 푸리에 변환을 통해 주파수 도메인으로 변환하여 상기 측정된 신호의 실수값과 허수값을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전원부는 클럭 신호를 발생시키는 클럭 발생부, 상기 클럭 신호에 따라 디지털 파형 신호를 생성하는 디지털 신시사이저, 상기 디지털 파형 신호를 아날로그 파형 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터, 상기 아날로그 파형 신호의 진폭 크기를 변환하는 진폭 변환기, 및 상기 진폭 변환기로부터 출력되는 아날로그 파형 신호에 바이어스 전압을 인가하는 제1전압 바이어싱부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정부는 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하기 위한 임피던스부, 상기 임피던스부의 양단에 걸리는 전압을 증폭하는 차동 증폭기, 및 상기 센서 매트의 제1전극과 제2전극을 동일한 전위로 구성하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비교기는 전압 플로우로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 연산부는 제1전압 바이어싱부에 의해 바이어싱된 신호를 리바이어싱시켜 교류 성분만 추출하는 제2전압 바이어싱부, 상기 제2전압 바이어싱에 의해 리바이싱된 아날로그 신호를 디지털 파형의 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터, 상기 디지털 파형의 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 푸리에 변환부, 상기 푸리에 변환부로부터 출력되는 실수값을 저장하는 제1레지스터, 상기 푸리에 변환부로부터 출력되는 허수값을 저장하는 제2레지스터, 및 상기 제1레지스터 및 제2레지스터에 저장된 실수값과 허수값을 상기 제어기로 전송하는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 연산부는 현재의 주변 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 푸리에 변환부는 상기 주변 온도에 따른 상기 실수값과 허수값의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 한다.
상기 푸리에 변환부는 고속 푸리에 변환으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 푸리에 변환부는 이산 푸리에 변환으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는 상기 교류전원의 주파수 및 진폭을 주기적으로 변화시켜 전자파 간섭 및 노이즈에 의한 이상 발생 여부를 확인하여 동작상태를 전환하는 것을 특징으로 한다.
상기 동작상태는 정상 작동 상태, 일시적 간섭 및 노이즈 상태 및 비정상 작동 상태 중 어느 하나의 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는 상기 동작상태가 일시적 간섭 및 노이즈 상태이면, 상기 객체에 대한 구분값으로 디폴트값 또는 직전 구분값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 푸리에 변환을 활용하여 시간 영역의 출력 신호를 주파수 영역으로 변환하여 특정 대역폭만 추출이 가능하므로, 주파수 대역별로 분석할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전자파 간섭 및 노이즈 감지가 용이하다.
또한, 본 발명은 센서 매트의 상하단 전극을 동일한 전위로 구성하여 시트 상면의 객체만을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 고장안전(fail-safe) 로직으로 입력전원의 주파수 및 진폭을 변화시켜 간섭 및 노이즈 여부를 체크하는 가변방식을 사용하므로 고정 진폭 또는 고정 주파수 방식에 비해 간섭 및 노이즈에 강건하고 다양하게 고장안전 로직을 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 승객구분장치의 블록구성도.
도 2는 도 1에 도시된 센서 매트의 설치 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 센서 매트의 다중 극판 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 승객 구분 원리를 설명하기 위한 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 승객구분장치의 승객구분을 위한 임계 범위를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 승객구분장치의 고장 안전 기능의 동작 상태도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 승객구분방법을 도시한 흐름도.
본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다", "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 사람 또는 물체 등의 객체마다 고유한 임피던스 값을 갖는다는 점을 이용하여 시트 상면에 위치하는 객체를 추정하는 것이다. 다시 말해서, 본 발명은 시트 상면에 위치하는 객체의 임피던스 값(임피던스)을 측정하고 그 측정한 임피던스가 속하는 임계 범위에 따라 객체를 구분(식별)한다. 임계 범위는 객체별로 설정되며, 사전에 미리 룩업테이블 형태로 생성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 승객구분장치의 블록구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센서 매트의 설치 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 센서 매트의 다중 극판 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 승객 구분 원리를 설명하기 위한 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 승객구분장치의 승객구분을 위한 임계 범위를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 승객구분장치의 고장 안전 기능의 동작 상태도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 승객구분장치는 센서 매트(sensor mat)(100), 임피던스 측정기(200) 및 제어기(300)를 포함한다.
센서 매트(100)는 각 시트 내에 장착되어 차량에 탑승한 승객을 감지한다. 센서 매트(100)는 시트 상면에 위치하는 객체(사람 또는 물체 등)를 감지한다.
센서 매트(100)는 전기적으로 연결되며 수직 방향으로 중첩되게 설치되는 제1전극(110)과 제2전극(120)을 포함한다. 제1전극(110)과 제2전극(120)은 교류 전원에 의해 전기장을 생성한다. 제1전극(110)과 제2전극(120)은 동일한 형상 및 재질로 구성되거나 또는 서로 다른 형상 및 재질로 구성된다. 여기서, 제1전극(110)과 제2전극(120)은 스틸 또는 호일 등의 재질로 구성될 수 있다.
센서 매트(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 임피던스 측정영역(measuring area)(R1)과 임피던스 비측정영역(guarding area)(R2)로 구분된다. 임피던스 측정영역(R1)은 시트 상면에 위치하는 객체의 임피던스 값을 측정하기 위한 제1전극(110)의 제1방향 전기장이 이 발생되는 영역이다. 반면, 임피던스 비측정영역(R2)는 제2전극(120)의 전기장이 발생되는 영역으로, 제2전극(120)의 제1방향 전기장이 제1전극(110)의 제2방향 전기장을 차단하여 제1전극(110)의 제1방향 전기장이 제1방향으로 방향성을 가질 수 있도록 한다. 여기서, 제1방향은 제1전극(110) 및 제2전극(120)를 기준으로 시트 쿠션을 향하는 상방향이고, 제2방향은 제1방향과 180도 반대되는 하방향을 의미한다.
본 발명에서는 제1전극(110)과 제2전극(120)의 전위를 동일하게 구성하여 제2전극(120)의 제1방향 전기장이 제1전극(110)의 제2방향 전기장을 차단하도록 한다. 또는, 제1전극(110)과 제2전극(120)을 작고 일정한 전위차를 가지도록 구성하여 제1전극(110)의 제2방향 전기장이 측정값에 미치는 영향을 작게 한다.
센서 매트(100)는 승객의 다중 자세를 감지하기 위해 도 3a와 같은 다중 전극(E11 내지 E16)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 승객구분장치는 다중 전극에 감지되는 신호의 실수값과 허수값의 차이 및 패턴을 이용하여 객체의 종류 및 자세를 감지할 수 있다.
센서 매트(100)는 시트 위 객체의 크기를 감지하기 위해 도 3b와 같이 시트 등받이와 시트 쿠션에 다중 전극(E21 내지 E23)을 설치할 수 있다. 여기서, 전극 E21는 승객의 몸통 부분을 감지하는 역할을 수행하고, 전극 E22과 E23은 엉덩이 부분과 종아리 부분을 각각 감지하는 역할을 한다.
임피던스 측정기(200)는 센서 매트(100)를 통해 시트 상에 위치하는 객체(이하, 승객)의 임피던스를 측정한다.
이러한 임피던스 측정기(200)는 전원부(210), 측정부(220) 및 연산부(230)를 포함한다.
전원부(210)는 교류전원(예: 정현파 전압)을 생성하는 것으로, 클럭 발생부(211), 디지털 신시사이저(Direct Digital Synthesizer, DDS)(212), 디지털-아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter, DAC)(213), 진폭 변환기(214) 및 제1전압 바이어싱부(215)를 포함한다.
클럭 발생부(211)는 임피던스 측정기(200)의 내부 소자들을 동작시키는데 필요한 클럭 신호를 생성한다. 클럭 발생부(211)는 크리스털 발진기와 같이 양단에 일정한 전압 인가시 일정한 주파수의 발진 효과를 갖는 내부 클럭 또는 외부 소자와의 동기화를 위해 외부 소자의 클럭으로 구현될 수 있다.
디지털 신시사이저(212)는 클럭 발생부(211)로부터 정해진 개수만큼의 클럭이 들어올 때마다 내부에 저장되어 있는 디지털 값을 출력하는 방식으로 저장된 디지털 신호 파형을 생성한다.
디지털 신시사이저(212)는 카운터(CNT)와 ROM(Read Only Memory)으로 구성된다. 여기서, 카운터(CNT)는 클럭 신호를 수신하고, 정해진 개수 만큼의 클럭이 인가될 때 카운팅수를 증가시킨다. 카운터는 카운팅수를 ROM의 주소값으로 인가하여 ROM에서 주소값에 저장된 순서대로 값을 출력하여 파형을 생성할 수 있게 한다.
디지털 신시사이저(212)는 제어기(300)에서 카운터가 카운팅수를 변화시키는 기준이 되는 클럭의 개수 변경을 명령하면 그 명령에 따라 변경된 개수의 클럭이 수신될 때마다 카운팅수를 변경한다. 즉, 디지털 신시사이저(212)는 제어기(300)의 주기적인 주파수 조정 명령에 따라 출력신호의 주파수를 조정한다.
또한, 디지털 신시사이저(212)는 제어기(300)에서 주파수 조정 명령을 수신하면 승객구분장치의 전자파 간섭 및 노이즈 문제와 환경 변화를 진단한다.
DAC(213)는 디지털 신시사이저(212)로부터 출력되는 디지털 파형의 신호를 아날로그 파형의 신호로 변환한다. DAC(213)는 디지털 파형의 전압 신호를 아날로그 파형의 전압 신호로 변환하는 R2R 래더와 R2R 래더로부터 출력되는 전압 신호를 필터링하여 매끄럽게 처리하는 저역필터(LPF)를 포함한다.
진폭 변환기(gain changer)(214)는 DAC(213)에 의해 변환된 아날로그 신호의 진폭 크기를 변환한다. 진폭 변환기(214)는 OP-AMP를 이용한 반전(inverting) 진폭회로 또는 비반전(non-inverting) 진폭회로로 구성된다.
진폭 변환기(214)는 제어기(300)의 제어 명령에 따라 진폭 크기 변화량을 결정하여 출력신호의 진폭을 조정한다. 진폭 변환기(214)는 디지털 신시사이저(212)와 함께 전자파 간섭 및 노이즈 문제와 환경 변화를 진단한다.
제1전압 바이어싱부(215)는 진폭 변환기(214)로부터 출력되는 전압신호에 바이어스 전압을 인가하여 정현파 전압을 출력한다. 제1전압 바이어싱부(215)는 정현파 전압을 측정부(220)에 공급한다. 제1전압 바이어싱부(215)는 능동회로인 측정부(220)가 소손되지 않도록 Vdd/2 만큼 바이어싱된 아날로그 전압 신호를 출력한다.
예를 들어, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1전압 바이어싱부(215)는 바이어싱된 정현파 전압을 출력한다. 제1전압 바이어싱부(215)는 정현파 전압을 측정기(220)의 차동 증폭기(220)의 입력측 일 단에 인가한다.
측정부(220)는 임피던스부(210), 차동 증폭기(220) 및 비교기(230)를 포함한다.
임피던스부(210)는 센서 매트(100)에 위치한 객체의 임피던스에 따라 달라지는 전류를 측정하기 위해 구성된다. 임피던스부(210)는 객체의 임피던스보다 작은 저항으로 구성되거나 또는 객체의 임피던스보다 작은 저항 및 커패시터로 구성된다. 시트에 존재하는 객체의 종류에 따라 측정되는 임피던스 크기가 달라져 임피던스부(210)로부터 출력되는 전압 신호의 위상차 및 진폭 변화에 영향을 미친다.
차동 증폭기(220)는 임피던스부(210)의 양단에 걸리는 전압을 증폭한다. 임피던스부(210)의 양단에 걸리는 전압은 임피던스부(210)에서 발생하는 전압강하 양이다(도 4의 (b) 참조). 증폭기(220)의 입력측 일단은 전원부(210)의 출력단과 전기적으로 연결되어 전원부(210)로부터 정현파 전압을 인가받는다.
비교기(230)는 제1전극(110)과 제2전극(120)을 동일한 전위로 구성하기 위한 것으로, 전압 폴로어(voltage follwer)로 구성된다. 비교기(230)는 제1전극(110)과 제2전극(120)이 일정한 전위차를 갖도록 하기 위해 수동소자(예: 저항)를 더 포함할 수 있다.
연산부(230)는 제1전압 바이어싱부(231), 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC)(232), 푸리에 변환부(233), 온도 센서(234), 제1레지스터(235), 제2레지스터(236), 인터페이스(237)를 포함한다.
제2전압 바이어싱부(231)는 측정부(220)에 인가하기 위해 제1전압 바이어싱부(215)에 의해 바이어싱 되었던 신호를 리바이어싱시켜 교류 성분만을 추출한다. 여기서, 제2전압 바이어싱부(231)의 출력신호(도 4의 (c) 참조)는 임피던스부(210)의 출력 신호를 증폭하고 0V를 중심(기준)으로 리바이어싱한 전압이다.
ADC(232)는 제2전압 바이어싱부(231)에서 리바이어싱하여 생성된 아날로그 교류신호를 디지털 파형의 신호로 변환한다(도 4의 (d) 참조). ADC(232)는 전압 디바이더, 비교기 및 비트(bit) 엔코더로 구성된다. ADC(232)는 비트 엔코더에서 생성된 디지털 값을 위상차에 맞춰 푸리에 변환부(233)에 인가하기 위해 위상의 기준이 되는 클럭 발생부(211)로부터 클럭 신호를 인가받아 기준 신호로 사용한다.
푸리에 변환부(233)는 ADC(232)에서 인가되는 디지털 신호를 주파수 도메인으로 변환한다. 푸리에 변환부(233)는 디지털 신호의 실수(real) 성분과 허수(Imaginary, Img) 성분을 추출한다. 푸리에 변환부(233)는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 또는 이상 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT)로 구현된다.
본 발명은 ADC(232)로부터 출력되는 디지털화한 전압 신호를 FFT하면 실수 도메인과 허수 도메인의 값을 구할 수 있으므로, 위상차 및 진폭의 변화량을 구할 수 있다.
온도 센서(234)는 현재의 주변 온도를 계측한다. 온도 센서(234)는 저장매체에 온도에 따른 보정값을 저장하고 있어, 측정한 현재 주변 온도에 대응되는 보정값을 푸리에 변환부(233)로 전송한다. 푸리에 변환부(233)는 온도 센서(234)로부터 제공받은 보정값을 이용하여 추출된 디지털 신호의 실수값과 허수값을 보정한다. 다시 말해서, 푸리에 변환부(233)는 온도에 의한 측정부(220)의 계측 신호의 왜곡을 보정한다.
제1레지스터(235) 및 제2레지스터(236)는 푸리에 변환부(233)로부터 출력되는 실수값과 허수값을 각각 저장한다. 제1레지스터(235) 및 제2레지스터(236)는 푸리에 변환부(233)로부터 다음 값이 송출되기 전인 다음 주기까지 이전 실수값과 허수값을 저장한다.
인터페이스(237)는 제1레지스터(235) 및 제2레지스터(236)에 저장된 값을 제어기(300)에 전달한다. 인터페이스(237)는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface) 등과 같은 직렬 통신을 수행하거나 또는 각 비트값이 제어기(300)와 직접 연결되어 있는 병렬(pararell) 통신을 수행한다. 다시 말해서, 인터페이스(237)는 직렬 인터페이스 또는 병렬 인터페이스로 구현될 수 있다.
제어기(300)는 연산부(230)로부터 출력되는 실수값과 허수값을 이용하여 시트에 존재하는 객체를 추정(구분)한다. 예를 들어, 각 객체별로 도 5와 같이 임계 범위가 설정되어 있는 경우, 제어기(300)는 임피던스 측정기(200)로부터 측정한 신호의 실수값과 허수값을 분석하여 객체 O1 내지 O5 중 어느 하나의 객체로 추정한다.
이러한 제어기(300)는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)으로 구현될 수 있다.
제어기(300)는 전원부(210)로부터 출력되는 교류전원의 주파수 및 진폭을 주기적으로 조절한다. 다시 말해서, 제어기(300)는 전원부(210)의 디지털 신시사이저(212)를 제어하여 교류전원의 주파수를 조정하고, 진폭 변환기(214)를 제어하여 교류전원의 진폭을 조절한다.
제어기(300)는 전원부(210)의 교류전원의 주파수 및 진폭을 주기적으로 변화시켜 승객구분장치의 전자파 간섭 및 노이즈에 따른 이상 발생 여부를 승객구분장치의 동작상태를 판정한다.
도 6을 참조하면, 제어기(300)는 교류전원의 주파수와 진폭을 변화시켜 간섭 및 노이즈를 체크하여 이상이 발생되지 않으면 동작상태를 정상 작동 상태로 판정한다(a). 여기서, 제어기(300)는 진폭을 변화시켜 전자파 간섭 및 노이즈 여부를 확인하고, 주파수를 변화시켜 급격한 온도 및 습도 변화에 의한 이상 출력을 체크한다.
제어기(300)는 정상 작동 상태에서 전원의 주파수 및 진폭을 변화시켜 간섭 및 노이즈를 체크하여 이상이 발견되고 이 이상 발생 상태가 일정 시간 유지되면 일시적 간섭 및 노이즈 상태로 판정한다(b). 제어기(300)는 동작상태가 일시적 간섭 및 노이즈 상태로 전환되면 객체에 대한 구분값으로 디폴트값 또는 직전 구분값을 출력한다.
제어기(300)는 일시적 간섭 및 노이즈 상태에서도 전원의 주파수 및 진폭을 주기적으로 변화시키며 간섭 및 노이즈를 체크한다(d). 제어기(300)는 간섭 및 노이즈에 의한 이상이 발생되지 않고 일정 시간이 경과하면 동작상태를 일시적 간섭 및 노이즈 상태에서 정상 작동 상태로 전환한다(c).
제어기(300)는 정상 작동 상태 또는 일시적 간섭 및 노이즈 상태에서 전원의 주파수 및 진폭을 변화시키지 않았음에도 이상이 발생하고 이 상태로 일정 시간이 경과하면 동작상태를 비정상 작동 상태로 전환한다(e, f).
한편, 제어기(300)는 일시적 간섭 및 노이즈 상태에서 전원의 주파수 및 진폭을 변화시켜 간섭 및 노이즈에 의한 이상 발생여부를 확인한 바 이상이 계속 발견되고 이 상태로 일정 시간이 경과하면, 동작상태를 비정상 작동 상태로 전환한다(f).
제어기(300)는 동작상태가 비정상 작동 상태로 전환되면 사용자가 인지할 수 있는 형태로 경고정보를 출력한다. 경고정보는 시각정보, 청각정보 및 촉각정보 중 어느 하나 이상의 정보로 출력된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 승객구분방법을 도시한 흐름도이다.
제어기(300)는 임피던스 측정기(200)를 통해 시트에 장착된 센서 매트(100)를 통해 시트 상면에 위치하는 객체의 임피던스를 측정한다(S110). 이때, 임피던스 측정기(200)는 푸리에 변환을 활용한 임피던스 측정 방식을 이용한다.
제어기(300)는 임피던스 측정기(200)로부터 출력되는 측정된 임피던스의 실수 성분과 허수 성분을 분석한다(S120).
제어기(300)는 측정된 임피던스의 실수 성분과 허수 성분 분석을 통해 시트에 존재하는 객체를 추정한다(S130).
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.
100: 센서 매트 110: 제1전극
120: 제2전극 200: 임피던스 측정기
210: 전원부 211: 클럭 발생부
212: 디지털 신시사이저 213: 디지털-아날로그 컨버터
214: 진폭 변환기 215: 제1전압 바이어싱부
220: 측정부 221: 임피던스부
222: 차동 증폭기 223: 비교기
230: 연산부 231: 제2전압 바이어싱부
232: 아날로그-디지털 컨버터 233: 푸리에 변환부
234: 온도 센서 235: 제1레지스터
236: 제2레지스터 237: 인터페이스
300: 제어기

Claims (15)

  1. 차량 내 각 시트에 장착되어 시트에 위치하는 객체를 감지하는 센서 매트,
    상기 센서 매트를 통해 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하는 임피던스 측정기, 및
    상기 임피던스 측정기를 통해 측정한 전류를 분석하고, 분석결과에 대응하는 상기 객체를 추정하는 제어기를 포함하되,
    상기 센서 매트는
    상호간에 수직 방향으로 중첩되게 설치되어 교류전원에 의해 전기장을 생성하는 제1전극과 제2전극을 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극의 전위를 동일하게 구성하여 상기 제2전극의 제1방향의 전기장이 상기 제1전극의 제2방향 전기장을 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은,
    동일한 형상 및 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은,
    서로 다른 형상 및 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스 측정기는,
    교류전원을 발생시키는 전원부,
    상기 교류전원을 인가받아 상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하는 측정부, 및
    상기 측정부에 의해 측정된 신호를 푸리에 변환을 통해 주파수 도메인으로 변환하여 상기 측정된 신호의 실수값과 허수값을 연산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원부는,
    클럭 신호를 발생시키는 클럭 발생부,
    상기 클럭 신호에 따라 디지털 파형 신호를 생성하는 디지털 신시사이저,
    상기 디지털 파형 신호를 아날로그 파형 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터,
    상기 아날로그 파형 신호의 진폭 크기를 변환하는 진폭 변환기, 및
    상기 진폭 변환기로부터 출력되는 아날로그 파형 신호에 바이어스 전압을 인가하는 제1전압 바이어싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 객체의 임피던스에 따른 전류를 측정하기 위한 임피던스부,
    상기 임피던스부의 양단에 걸리는 전압을 증폭하는 차동 증폭기, 및
    상기 센서 매트의 제1전극과 제2전극을 동일한 전위로 구성하는 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비교기는,
    전압 플로우로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 연산부는,
    제1전압 바이어싱부에 의해 바이어싱된 신호를 리바이어싱시켜 교류 성분만 추출하는 제2전압 바이어싱부,
    상기 제2전압 바이어싱에 의해 리바이싱된 아날로그 신호를 디지털 파형의 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터,
    상기 디지털 파형의 신호를 주파수 도메인으로 변환하는 푸리에 변환부,
    상기 푸리에 변환부로부터 출력되는 실수값을 저장하는 제1레지스터,
    상기 푸리에 변환부로부터 출력되는 허수값을 저장하는 제2레지스터, 및
    상기 제1레지스터 및 제2레지스터에 저장된 실수값과 허수값을 상기 제어기로 전송하는 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연산부는 현재의 주변 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하며,
    상기 푸리에 변환부는 상기 주변 온도에 따른 상기 실수값과 허수값의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 푸리에 변환부는,
    고속 푸리에 변환으로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 푸리에 변환부는,
    이산 푸리에 변환으로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 교류전원의 주파수 및 진폭을 주기적으로 변화시켜 전자파 간섭 및 노이즈에 의한 이상 발생 여부를 확인하여 동작상태를 전환하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 동작상태는,
    정상 작동 상태, 일시적 간섭 및 노이즈 상태 및 비정상 작동 상태 중 어느 하나의 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 동작상태가 일시적 간섭 및 노이즈 상태이면, 상기 객체에 대한 구분값으로 디폴트값 또는 직전 구분값을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 승객구분장치.
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