KR101974146B1 - 차량 탑승자의 피로 저감 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에 관한 것으로서, 차량의 주행 여부를 판단하는 주행판단부와, 시트 프레임에 구비되고 주행시 시트에 전달되는 진동을 감지하는 진동감지부와, 복수로 마련되어 시트쿠션의 내부에 배치되고 제어 신호에 따라 진동하는 시트쿠션 가진부, 그리고 주행시 상기 진동감지부로부터 데이터를 수신하여 진동 주파수를 분석하고 측정된 진동 주파수를 간섭 상쇄할 수 있는 상쇄 주파수 진동을 발생하도록 상기 시트쿠션 가진부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이러한 구성으로, 주행시 발생하는 저주파수를 상쇄하여 저주파수 진동에 의해 탑승자에게 주는 악영향을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량 탑승자의 피로 저감 시스템{REDUCING FATIGUE SYSTEM FOR VEHICLE PASSENGER}

본 발명은 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행시 발생하는 저주파수를 상쇄하고 비주행시 탑승자의 신체부위를 운동시켜 탑승자의 피로도를 저감시키는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에 관한 것이다.

차량을 이용한 장거리 운행중 탑승자는 좁은 공간에서 큰 움직임 없이 앉아있기 때문에 운동 부족에 의한 혈액순환의 장애로 졸음, 권태, 무기력증세 등을 일으키게 된다.

운전중의 피로 누적에 의한 권태, 무기력증은 운전자 자신이 느끼지 못하는 사이에 진행되며, 임상 실험 결과 운전 출발 후 45분이 경과하면 나타나기 시작하고 1시간 30분 후에는 최고조에 달하게 되고, 2시간이 경과하면 안전 사고의 위험이 나타나는 것으로 알려져 있다.

그리고, 주행중 노면의 상태에 따라 10~20Hz 정도의 저주파 수직 진동이 발생한다. 이러한 저주파 진동이 탑승자에게 전해지는 경우 탑승자에게 악영향을 미칠 수 있다. 즉, 탑승자에게 불쾌감을 느끼게 하여 탑승자가 스트레스를 지속적으로 받거나, 탑승자에게 두통, 멀미 또는 졸음을 유발시키거나, 탑승자의 신체에 지속적으로 피로도를 누적시켜 운행에 악영향을 미쳐 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 주행시 발생하는 저주파수를 상쇄하고 비주행시 탑승자의 신체부위를 운동시켜 탑승자의 피로도를 저감시키는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은, 차량의 주행 여부를 판단하는 주행판단부; 시트 프레임에 구비되고, 주행시 시트에 전달되는 진동을 감지하는 진동감지부; 복수로 마련되어 시트쿠션의 내부에 배치되고, 제어 신호에 따라 진동하는 시트쿠션 가진부; 및 주행시 상기 진동감지부로부터 데이터를 수신하여 진동 주파수를 분석하고, 측정된 진동 주파수를 간섭 상쇄할 수 있는 상쇄 주파수 진동을 발생하도록 상기 시트쿠션 가진부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 복수로 마련되어 시트백의 내부에 배치되고, 제어 신호에 따라 진동하는 시트백 가진부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 비주행시 상기 시트쿠션 가진부와 상기 시트백 가진부 중 적어도 어느 하나를 제어하여 탑승자의 특정 신체부위를 운동시켜 피로감을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 시트쿠션과 시트백에 배치되고, 탑승자의 착좌 상태로부터 탑승자의 특정 신체부위의 피로도를 파악하는 신체피로 감지부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 주행시 상기 신체피로 감지부로부터 데이터를 수신하여 피로가 누적된 탑승자의 신체부위를 파악하고, 비주행시 피로도가 일정 이상 누적된 신체부위에 배치된 가진부를 동작시킬 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 탑승자가 입력한 제어 명령에 대응하여 상기 제어부가 가진부를 제어하도록 상기 제어부에 제어 신호를 전송하는 조작부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 주행시 상기 신체피로 감지부로부터 수신한 데이터로부터 탑승자의 신체부위별 피로도를 산출하여 상기 조작부에 전송할 수도 있다.

여기서, 상기 조작부는, 탑승자의 신체부위별 피로도에 따라 기설정된 데이터 정보에 대응하여 가진부를 동작시키도록 명령하는 자동모드 버튼; 및 탑승자가 신체부위를 선택하고 운동 강도 및 시간을 선택하여 명령하는 수동모드 버튼;을 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 조작부는, 수동모드 버튼이 입력되면 탑승자가 선택할 수 있도록 운동부위 선택부, 진동 주파수 선택부, 진동세기 선택부, 그리고 진동시간 선택부를 표시할 수도 있다.

이에 더하여, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 외부의 스마트기기와 무선통신하고, 상기 스마트기기와 상기 제어부 간에 데이터를 전송하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통하여 상기 스마트기기로부터 탑승자의 신체정보를 취득할 수도 있다.

본 발명에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에 따르면, 주행시 발생하는 저주파수를 상쇄하여 저주파수 진동에 의해 탑승자에게 주는 악영향을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 비주행시에는 탑승자의 신체부위를 운동시켜 탑승자의 피로도를 저감시켜 탑승자가 보다 쾌적하고 안전하게 차량을 운행을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템을 개략적으로 도시해 보인 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템을 개략적으로 도시해 보인 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에서 조작부를 개략적으로 도시해 보인 블록도이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템을 개략적으로 도시해 보인 도면 및 블록도이고, 도 3은 상기 차량 탑승자의 피로 저감 시스템에서 조작부를 개략적으로 도시해 보인 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 차량의 주행 여부를 판단하는 주행판단부(110)와, 시트프레임(10)에 구비되고 주행시 시트에 전달되는 진동을 감지하는 진동감지부(120)와, 복수로 마련되어 시트쿠션(20)의 내부에 배치되고 제어 신호에 따라 진동하는 시트쿠션 가진부(130), 그리고 주행시 상기 진동감지부(120)부터 데이터를 수신하여 진동 주파수를 분석하고 측정된 진동 주파수를 간섭 상쇄할 수 있는 상쇄 주파수 진동을 발생하도록 상기 시트쿠션 가진부(130)를 제어하는 제어부(160)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 주행판단부(110)는 차량의 시트프레임(10)에 구비되어 차량의 주행시 발생하는 수진 진동을 감지하고, 측정된 진동 데이터는 상기 제어부(160)로 전송한다. 여기서, 상기 주행판단부(110)에서 감지되는 수직 진동은 일반적으로 10~20Hz인 저주파 수직 진동에 해당한다.

상기 제어부(160)는 상기 주행판단부(110)로부터 데이터를 수신하여 수직 진동 주파수를 분석하고, 이러한 수직 진동 주파수를 간접 상쇄할 수 있는 상쇄 진동 주파수를 형성한다. 그리고, 상기 제어부(160)는 이러한 상쇄 진동 주파수 신호를 상기 시트쿠션 가진부(130)로 전송하여 상기 시트쿠션 가진부(130)가 상쇄 주파수 진동으로 가진하도록 제어하여 반력보상으로 주행시 발생한 진동을 상쇄한다.

이러한 구성으로, 차량의 주행시 발생하여 탑승자에게 악영향을 미치는 저주파 진동을 상쇄시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 차량의 비주행시에는 탑승자의 신체부위를 운동시켜 탑승자의 피로감을 저감시키도록 동작할 수 있다.

이를 위하여, 상기 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 시트백 가진부(140)와, 신체피로 감지부(150)를 더 포함할 수 있다.

상기 시트백 가진부(140)는 복수로 마련되어 시트백(30)의 내부에 배치되고, 상기 제어부(160)의 제어 신호에 따라 진동한다.

즉, 상기 제어부(160)는 비주행 시에 탑승자의 특정 신체부위를 운동시켜 탑승자의 피로감을 저감시키도록 상기 시트쿠션 가진부(130)와 상기 시트백 가진부(140) 중 적어도 어느 하나를 제어한다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 시트백(30)에 4개의 시트백 가진부(140)가 배치되고, 시트쿠션(20)에 4개의 시트쿠션 가진부(130)가 배치될 수 있다. 상기 시트백 가진부(140)는 탑승자의 왼쪽 어깨부위, 오른쪽 어깨부위, 왼쪽 허리부위, 그리고 오른쪽 허리부위를 운동시키도록 마련되고, 상기 시트쿠션 가진부(130)는 탑승자의 왼쪽 엉덩이부위, 오른쪽 엉덩이부위, 왼쪽 허벅지부위, 그리고 오른쪽 허벅지부위를 운동시키도록 마련된다.

따라서, 상기 제어부(160)는 4개의 시트백 가진부(140)와 4개의 시트쿠션 가진부(130)를 모두 동작시키거나, 8개의 가진부 중 적어도 어느 하나를 동작시켜 탑승자의 특정 신체부위를 운동시켜 피로감을 저감시킬 수 있다.

물론, 상기 시트백 가진부(140)와 시트쿠션 가진부(130)의 수량이 이에 한정되는 것은 아니고 보다 적거나 많이 구비될 수 있다. 또한, 차량에 레그레스트가 구비되어 있는 경우 차량의 레그레스트에도 가진부가 구비되어 탑승자의 종아리도 운동시킬 수 있다.

상기 신체피로 감지부(150)는 상기 시트쿠션(20)과 시트백(30)에 배치되고, 탑승자의 착좌 상태로부터 탑승자의 특정 신체부위의 피로도를 파악하도록 마련된다.

이를 위하여, 상기 신체피로 감지부(150)는 섬유 기반의 압력 센서 또는 압전 센서로 마련되어 상기 시트쿠션(20)과 시트백(30)에 설치되고, 시트에 탑승자가 앉는 경우 일정 시간별로 탑승자의 체압분포를 감지한다.

그리고, 상기 신체피로 감지부(150)로 측정된 탑승자의 체압분포로부터 탑승자의 특정 신체부위의 피로도를 파악한다.

예를 들어, 탑승자가 시트에 앉아 있는 경우 시트에 편안하게 기대어 있는 신체부위는 상기 신체피로 감지부(150)에서 높은 압력으로 표시되고, 시트에서 떨어져 있는 신체부위는 상기 신체피로 감지부(150)에서 압력이 감지되지 않는다. 여기서, 높은 압력이 표시된 부분은 시트에 편안히 기대어 있는 부분으로 비교적 피로도가 낮은 것으로 판단하고, 낮은 압력 또는 압력이 표시되지 않은 부분은 시트에 편안히 기대지 못한 부분으로 비교적 피로도가 높은 것으로 판단한다.

그리고, 이렇게 감지된 압력 데이터를 일정 시간 누적하여 누적 데이터로 산출하면, 일정 시간동안 탑승자의 특정 신체부위의 피로도를 파악할 수 있다.

따라서, 상기 제어부(160)는 차량의 주행시 상기 신체피로 감지부(150)로부터 데이터를 수신하여 피로가 누적된 탑승자의 신체부위를 파악하고, 차량의 비주행시에는 피로가 일정 수치 이상 누적된 신체부위에 배치된 가진부를 동작시켜 탑승자의 피로도를 감소시킨다.

여기서, 상기 제어부(160)에는 탑승자의 신체부위별 피로도에 따라 피로도를 저감시킬 수 있는 최적의 가진부의 진동 주파수, 진동의 세기, 진동 시간으로 동작하도록 가진부를 제어한다. 즉, 피로도를 저감시킬 수 있는 가진부의 최적의 진동 주파수, 진동의 세기, 진동 시간은 실험을 통하여 산출한 후 데이터를 상기 제어부(160)에 저장하여 피로도에 따라서 가진부를 자동으로 제어할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 탑승자가 입력한 제어 명령에 대응하여 상기 제어부(160)가 가진부를 제어하도록 상기 제어부에 제어 신호를 전송하는 조작부(170)를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제어부(160)는 주행시 상기 신체피로 감지부(150)로부터 수신한 데이터로부터 탑승자의 신체부위별 피로도를 산출하여 상기 조작부(170)에 전송한다. 즉, 상기 조작부(170)에는 디스플레이부가 구비되어 있어 탑승자가 각 신체부위별 피로도를 시야로 파악할 수 있도록 제공한다.

그리고, 상기 조작부(170)는 탑승자의 신체부위별 피로도에 따라 기설정된 데이터 정보에 대응하여 가진부를 동작시키도록 명령하는 자동모드 버튼(171)과, 탑승자가 신체부위를 선택하고 운동 강도 및 시간을 선택하여 명령하는 수동모드 버튼(172)이 제공된다. 여기서, 디스플레이부는 터치패널로 마련되어 상기 자동모드 버튼(171)과 수동모드 버튼(172)은 디스플레이부에 표시되어 사용자가 디스플레이부를 터치하여 명령을 입력하도록 마련될 수 있다.

이러한 구성으로, 차량의 비주행시 탑승자가 상기 자동모드 버튼(171)을 누르면 상기 제어부(160)는 상기 신체피로 감지부(150)를 통하여 차량의 주행시 파악한 탑승자의 신체부위별 피로도를 파악한 수 각 신체부위의 피로도에 대응하여 기 설정된 데이터로 가진부가 동작하도록 제어한다.

그리고, 차량의 비주행시 탑승자가 상기 수동모드 버튼(172)을 누르면 탑승자가 직접 운동이 필요한 신체부위를 선택하고, 운동 강도 및 시간을 선택하도록 명령 버튼을 제공한다.

여기서, 사용자가 수동모드 버튼(172)을 누르면 상기 조작부(170)의 디스플레이부에 운동부위 선택부(173), 진동주파수 선택부(174), 진동세기 선택부(175), 그리고 진동시간 선택부(176)를 표시하여 탑승자가 직접 운동부위, 원하는 진동 주파수, 진동 세기, 그리고 운동 시간을 선택하도록 제공된다.

이러한 상기 조작부(170)는 차량에 구비된 디스플레이부를 포함하는 전자장치(예를 들어, 네비게이션)에 함께 마련될 수 있다. 또는, 상기 조작부(170)는 스마트폰, 태블릿 PC 등 스마트기기로 마련되고 상기 제어부(160)와 무선통신하여 상기 제어부(160)에 명령을 인가하도록 마련될 수도 있다.

그리고, 상기 제어부(160)는 자동모드 또는 수동모드를 통하여 가진부가 동작하고 있는 상태에서 상기 주행판단부(110)를 통하여 차량이 주행을 시작하는 것을 감지하면 가진부의 동작을 정지시키고, 상기 진동감지부(120)로부터 주행에 의한 진동 주파수를 감지한 후 상쇄 주파수 진동을 발생하도록 상기 시트쿠션 가진부(130)를 제어한다.

즉, 차량이 주행하는 동안에는 차량의 주행시 발생하는 저주파 진동을 상쇄하기 위하여 상기 시트쿠션 가진부(130)를 동작시켜 상쇄 주파수 진동을 발생시키고, 차량이 주행하지 않고 정차한 경우에는 탑승자의 피로도 또는 탑승자의 선택에 따라 복수의 시트쿠션 가진부(130)와 시트백 가진부(140) 중 적어도 어느 하나를 동작시켜 탑승자의 특정 신체부위를 운동시켜 피로도를 저감시키도록 동작한다.

나아가, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 외부의 스마트기기와 무선통신하고, 상기 스마트기기와 상기 제어부 간에 데이터를 전송하는 통신부(180)를 더 포함할 수 있다.

이러한 구성으로, 상기 제어부(160)는 상기 통신부(180)를 통하여 상기 스마트기기로부터 탑승자의 신체정보를 취득할 수 있다.

예를 들어, 상기 스마트기기가 사용자의 손목에 차고있는 스마트와치인 경우, 스마트와치에 건강관리 어플리케이션이 설치되어 탑승자의 평소 운동습관, 현재 심박수, 심전도 등 탑승자의 신체정보 데이터를 취득하고, 이러한 데이터로부터 신체부위별 필요한 운동량을 산출하여 가진부를 제어할 수도 있다. 그리고, 상기 제어부(160)는 탑승자의 현재 신체부위별 피로도를 상기 스마트기기로 전송할 수도 있다. 물론, 상기 스마트기기가 스마트와치에 한정되는 것은 아니고 무선통신이 가능한 스마트폰, 태블릿 PC 등 일 수도 있다.

이러한, 본 발명의 실시예에 의한 차량 탑승자의 피로 저감 시스템은 차량의 시트 중에서 운전자의 시트에 구비되어 운전자의 피로도를 저감시켜 안전운전을 수행할 수 있도록 제공되는 것이 바람직하다. 물론, 필요에 따라 운전자용 시트 이외의 시트에도 구비될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 시트프레임 20 : 시트쿠션
30 : 시트백
110 : 주행판단부 120 : 진동감지부
130 : 시트쿠션 가진부 140 : 시트백 가진부
150 : 신체피로 감지부 160 : 제어부
170 : 조작부 171 : 자동모드 버튼
172 : 수동모드 버튼 173 : 운동부위 선택부
174 : 진동주파수 선택부 175 : 진동세기 선택부
176 : 진동시간 선택부 180 : 통신부

Claims (7)

1. 차량의 주행 여부를 판단하는 주행판단부;
   시트 프레임에 구비되고, 주행시 시트에 전달되는 진동을 감지하는 진동감지부;
   복수로 마련되어 시트쿠션의 내부에 배치되고, 제어 신호에 따라 진동하는 시트쿠션 가진부;
   일정한 시간 간격을 두고 탑승자의 체압분포를 감지하여 누적된 체압분포 데이터를 산출하며, 체압분포 데이터 상에서 상대적으로 높은 압력이 표시된 특정 신체부위는 피로도가 낮은 것으로 판단하고 체압분포 데이터 상에서 상대적으로 낮은 압력이 표시된 특정 신체부위는 피로도가 높은 것으로 판단하여 탑승자의 착좌 상태로부터 탑승자의 특정 신체부위의 피로도를 파악하는 신체피로 감지부(150); 및
   주행시 상기 진동감지부로부터 데이터를 수신하여 진동 주파수를 분석하고, 측정된 진동 주파수를 간섭 상쇄할 수 있는 상쇄 주파수 진동을 발생하도록 상기 시트쿠션 가진부를 제어하며, 주행시 상기 신체피로 감지부로부터 데이터를 수신하여 피로가 누적된 탑승자의 신체부위를 파악하고, 비주행시 피로도가 일정 이상 누적된 신체부위에 배치된 가진부를 동작시키는 제어부;
   를 포함하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   복수로 마련되어 시트백의 내부에 배치되고, 제어 신호에 따라 진동하는 시트백 가진부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   비주행시 상기 시트쿠션 가진부와 상기 시트백 가진부 중 적어도 어느 하나를 제어하여 탑승자의 특정 신체부위를 운동시켜 피로감을 저감시키는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.
   
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   탑승자가 입력한 제어 명령에 대응하여 상기 제어부가 가진부를 제어하도록 상기 제어부에 제어 신호를 전송하는 조작부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   주행시 상기 신체피로 감지부로부터 수신한 데이터로부터 탑승자의 신체부위별 피로도를 산출하여 상기 조작부에 전송하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 조작부는,
   탑승자의 신체부위별 피로도에 따라 기설정된 데이터 정보에 대응하여 가진부를 동작시키도록 명령하는 자동모드 버튼; 및
   탑승자가 신체부위를 선택하고 운동 강도 및 시간을 선택하여 명령하는 수동모드 버튼;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 조작부는,
   수동모드 버튼이 입력되면 탑승자가 선택할 수 있도록 운동부위 선택부, 진동 주파수 선택부, 진동세기 선택부, 그리고 진동시간 선택부를 표시하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.
   
7. 제4항에 있어서,
   외부의 스마트기기와 무선통신하고, 상기 스마트기기와 상기 제어부 간에 데이터를 전송하는 통신부;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 통신부를 통하여 상기 스마트기기로부터 탑승자의 신체정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자의 피로 저감 시스템.

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