KR102001436B1 - System for monitoring driver's biometrics and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 운전자의 생체정보 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 내 운전자로부터 측정 가능한 생체신호를 기반으로 운전자의 생체정보를 실시간으로 모니터링하고 나아가 모니터링된 정보에 기초하여 차량을 제어함으로써 운전자의 안전을 확보할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for monitoring a driver's biometric information, and more particularly, to monitor a driver's biometric information in real time based on a biosignal measurable from a driver in a vehicle, and to control the vehicle based on the monitored information. The present invention relates to a system and a method for securing a driver's safety.
교통사고의 원인은 운전자의 부주의나 도로 환경에 의한 돌발적인 위험 상황의 발생 등의 경우뿐 아니라, 운전자의 졸음 운전이나 부정맥 등 여러가지 요인이 관련되어 있을 수 있으며, 이러한 요인에 의한 사고는 대부분 인명사고로 이어지는 대형사고를 야기하므로 심각한 사회문제로 부각되고 있다.The causes of traffic accidents may be related to various factors such as driver's drowsiness or arrhythmia, as well as the case of driver's carelessness or accidental dangerous situation caused by the road environment. It is a serious social problem because it causes a major accident that leads to
더욱이 근래에는 운전자의 고령화가 가속되고 있어 노화에 의한 운전자의 건강상태 악화에 따른 인명사고가 더욱 빈번하게 발생하고 있다.In addition, in recent years, the aging of the driver is accelerating, causing more frequent accidents due to deterioration of the driver's health.
이러한 문제를 해소하기 위한 기술로는 대한민국 특허청에 특허공개된 제1020160078020호가 있으며, 이는 운전자의 심박수를 검출하여 검출된 심박수에 대응되는 심박 신호를 출력하는 심박 측정부, 차량의 주행 상태를 측정하여 측정된 주행 상태에 대응되는 차량 신호를 출력하는 차량신호 측정부, 상기 심박 측정부로부터 수신되는 상기 심박 신호에서 심박 간격 및 심박수를 계산하는 심박 간격 계산부, 계산된 상기 심박 간격 또는 심박수 및 상기 차량 신호를 이용하여 상기 운전자의 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부 및 판단된 상기 운전자의 상태와 상기 차량의 주행 상태의 변동 여부에 따라 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함하는 심박 신호 기반 운전자 상태 판단 장치를 개시한다.As a technique for solving such a problem, there is a patent publication No. 1020160078020 published by the Korean Intellectual Property Office, which detects a driver's heart rate and outputs a heart rate signal corresponding to the detected heart rate. A vehicle signal measuring unit which outputs a vehicle signal corresponding to a predetermined driving state, a heart rate interval calculating unit calculating a heart rate interval and a heart rate from the heart rate signal received from the heart rate measuring unit, the calculated heart rate interval or heart rate and the vehicle signal Discloses a heartbeat signal based driver state determination device including a driver state determiner that determines a state of the driver using a second state and a service provider that provides a service according to the determined state of the driver and a driving state of the vehicle do.
다만 종래의 문헌 대부분이 단일 생체신호 내지 몇몇 생체신호만을 기반으로 운전자의 건강상태를 체크할 뿐 다양한 종류의 센싱값에 기반한 생체정보 측정을 하지 못해 신뢰성 측면에서 문제가 있고, 또 단순히 생체신호 측정을 통해 운전자 상태를 운전자에게 알림 내지 경고를 줄 뿐, 운전자 상태에 따른 운전자의 안전을 고려한 차량 제어 방식 등을 제시하지 못하고 있다.However, most of the conventional literature only checks the driver's state of health based on a single bio-signal or a few bio-signals, and fails to measure bio-information based on various kinds of sensing values. Not only to notify or warn the driver's status through the driver, but also fail to present a vehicle control method considering the driver's safety according to the driver's condition.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 생체신호 측정을 통해 운전자의 생체정보 모니터링 내지 위급상황 인지를 하되, 이러한 모니터링 과정 및 모니터링 결과에 따른 차량 제어 과정을 위해 운전자의 편의성을 희생하지 않게 하는 운전자의 생체정보 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the object of the present invention is to monitor the biometric information of the driver through the measurement of various bio-signals or to recognize the emergency situation, for the monitoring process and vehicle control process according to the monitoring result The present invention provides a driver's biometric information monitoring system and method without sacrificing driver's convenience.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 시스템은 운전자의 생체신호를 수집하는 센싱부와, 상기 운전자가 운행 중인 차량의 구동 정보를 취득하는 차량구동정보 취득부와, 상기 운전자의 건강상태를 판단하고 상기 운전자의 위급상황을 인지하는 데이터 분석부와, 상기 데이터 분석부의 분석 결과에 기반하여 제어 신호를 생성하는 제어부 및 상기 데이터 분석부의 분석 결과 또는 상기 제어 신호에 따라 고유의 동작을 수행하는 동작부를 포함할 수 있다.Driver biometric information monitoring system according to an embodiment of the present invention is a sensing unit for collecting the bio-signal of the driver, a vehicle driving information acquisition unit for obtaining the drive information of the vehicle in which the driver is driving, and the health state of the driver A data analysis unit for determining and recognizing the emergency situation of the driver, a control unit for generating a control signal based on an analysis result of the data analysis unit, and performing a unique operation according to the analysis result or the control signal of the data analysis unit It may include wealth.
상기 센싱부는 상기 차량의 스티어링 휠에 배치된 스티어링 휠 센싱부, 상기 차량의 기어 노브에 배치된 기어 노브 센싱부, 상기 차량의 대시보드상에 배치된 안면인식 센싱부, 상기 차량의 에어백에 배치된 에어백 센싱부, 상기 차량의 시트에 배치된 시트 센싱부, 상기 차량의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 센싱부 및 상기 차량의 안전벨트에 배치된 안전벨트 장력 센싱부를 포함하고, 상기 데이터 분석부는 상기 센싱부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자의 생체정보를 모니터링하는 운전자 생체정보 모니터링부와, 상기 센싱부로부터 수집된 정보, 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보 및 상기 운전자 생체정보 모니터링부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자의 위급상황을 판단하는 위급상황 인지부를 포함할 수 있다.The sensing unit may include a steering wheel sensing unit disposed on a steering wheel of the vehicle, a gear knob sensing unit disposed on a gear knob of the vehicle, a face recognition sensing unit disposed on a dashboard of the vehicle, and an airbag of the vehicle. An airbag sensing unit, a seat sensing unit disposed on the seat of the vehicle, a headrest sensing unit disposed on the headrest of the vehicle, and a seat belt tension sensing unit disposed on the seat belt of the vehicle, wherein the data analysis unit includes the sensing unit Driver biometric information monitoring unit for monitoring the biometric information of the driver based on the information collected from the unit, information collected from the sensing unit, information collected from the vehicle driving information acquisition unit and collected from the driver biometric information monitoring unit It may include an emergency situation recognition unit for determining the emergency situation of the driver based on the received information.
상기 운전자 생체정보 모니터링부는 상기 운전자가 상기 차량에 시동을 건 후 상기 기어 노브를 이동하여 기어를 주차모드에서 드라이브모드 또는 후진모드로 변경하면, 상기 기어 노브 센싱부를 통해 수집된 정보에 기초하여 상기 운전자의 건강상태가 주행가능한 상태인지를 분석하고, 상기 제어부는 상기 운전자의 건강상태가 주행불가능한 상태로 판단되면 상기 차량의 ECU(Electronic Control Unit)을 제어하여 상기 기어 노브를 주차모드로 이동하며, 상기 위급상황 인지부는 상기 센싱부로부터 수집된 정보, 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보 및 상기 운전자 생체정보 모니터링부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자에게 위급상황이 발생한 것으로 판단될 경우, 상기 차량구동정보 취득부로부터의 정보에 기초하여 상기 위급상황이 주행 중 발생한 것인지 정차상태에서 발생한 것인지 여부를 판단하여, 상기 위급상황이 주행 중 발생한 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키고, 상기 위급상황이 정차상태에서 발생한 경우 상기 제어부는 상기 동작부의 통신모듈을 통해 구조대에 상기 차량의 위치정보를 전송하고 상기 동작부의 드론제어모듈을 통해 드론을 호출하며 상기 드론이 상기 차량의 실내에 있는 상기 운전자를 촬영할 수 있도록 상기 차량의 윈도우를 제어할 수 있다.The driver biometric information monitoring unit changes the gear from the parking mode to the drive mode or the reverse mode after the driver starts up the vehicle and changes the gear from the parking mode to the drive mode or the reverse mode, based on the information collected through the gear knob sensing unit. Analyze whether the health state of the driving state is possible, and the control unit controls the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle when it is determined that the health state of the driver can not run, and moves the gear knob to the parking mode, The emergency situation recognition unit determines that an emergency situation has occurred in the driver based on information collected from the sensing unit, information collected from the vehicle driving information acquisition unit, and information collected from the driver biometric information monitoring unit. The emergency situation is based on information from the drive information acquisition unit. The control unit controls the ECU to emergency stop the vehicle when the emergency situation occurs while driving, and determines whether the emergency situation occurs in a stopped state or the stop state. Transmit position information of the vehicle to the rescue team through the communication module of the operation unit, call a drone through the drone control module of the operation unit, and control the window of the vehicle so that the drone can photograph the driver in the interior of the vehicle. Can be.
상기 위급상황이 주행 중 발생한 경우 상기 데이터 분석부는 상기 차량의 자율주행모드가 동작 중인지 여부를 판단하고, 상기 차량의 자율주행모드가 동작 중이지 않은 경우 상기 데이터 분석부는 상기 스티어링 휠에 상기 운전자의 입력이 존재하는지 여부를 판단하며, 상기 스티어링 휠에 상기 운전자의 입력이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 제어부는 상기 동작부의 스피커 및 상기 동작부의 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시킬 수 있다.The data analysis unit determines whether the autonomous driving mode of the vehicle is in operation when the emergency occurs while driving, and the data analysis unit inputs the driver to the steering wheel when the autonomous driving mode of the vehicle is not in operation. Is determined, and if it is determined that the driver's input does not exist in the steering wheel, the controller transmits a steering wheel gripping request to the driver through a speaker of the operating unit and a display of the operating unit, and then the driver When the grip request of the steering wheel is not accepted, the controller may control the ECU to emergency stop the vehicle.
상기 위급상황이 정차상태에서 발생한 경우 상기 데이터 분석부는 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 차량이 외력에 의해 정차된 것인지, 상기 제어부가 상기 ECU를 제어하여 상기 차량이 정차된 것인지, 상기 운전자가 상기 차량의 브레이크 페달을 전개하여 상기 차량이 정차된 것인지를 판단하고, 상기 차량이 외력에 의해 정차된 경우 상기 데이터 분석부는 상기 에어백의 전개여부를 판단하고 상기 에어백이 전개된 경우 상기 에어백 센싱부로부터의 센싱값이 미리 설정된 기준시간을 초과하여 지속적으로 존재하는지를 판단하여, 상기 기준시간을 초과한 경우 상기 운전자가 의식불명된 것으로 판단하고, 상기 기준시간이 초과되기 전에 상기 에어백 센싱부로부터의 센싱값이 없어진 경우에는 상기 운전자의 의식이 존재하는 것으로 판단하며, 상기 제어부가 상기 ECU를 제어하여 상기 차량이 정차된 경우 상기 제어부는 상기 동작부의 스피커 및 상기 동작부의 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키며, 상기 운전자가 상기 차량의 브레이크 페달을 전개하여 상기 차량이 정차된 경우 상기 안면인식 센싱부는 상기 운전자의 안면인식을 수행하고 상기 운전자의 안면인식이 되지 않은 경우 상기 제어부는 상기 스피커 및 상기 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시킬 수 있다.When the emergency occurs in the stopped state, the data analyzer determines whether the vehicle is stopped by an external force based on information collected from the vehicle driving information acquisition unit, or is the controller controlling the ECU to stop the vehicle. The driver determines whether the vehicle is stopped by deploying the brake pedal of the vehicle, and when the vehicle is stopped by an external force, the data analyzer determines whether the airbag is deployed, and when the airbag is deployed, It is determined whether the sensing value from the airbag sensing unit continuously exists over a preset reference time, and when the reference time is exceeded, the driver is determined to be unconscious, and the airbag sensing unit is before the reference time is exceeded. If the sensing value from the driver disappears, the consciousness of the driver When the vehicle is stopped by the controller controlling the ECU, the controller transmits a steering wheel gripping request to the driver through a speaker of the operating unit and a display of the operating unit, and then the driver grips the steering wheel. If the request is not accepted, the controller controls the ECU to emergency stop the vehicle, and when the driver stops the vehicle by stopping the brake pedal of the vehicle, the face recognition sensing unit performs face recognition of the driver. When the driver does not recognize the driver's face, the controller transmits a steering wheel gripping request to the driver through the speaker and the display, and when the driver does not accept the gripping request of the steering wheel, the controller controls the ECU. Rain the vehicle by It can be stopped.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 운전자 생체정보 모니터링 시스템에 따르면, 복수의 센싱부위 각각에서 복수의 피측정값 종류를 대상으로 운전자의 생체신호를 모니터링함으로써, 다양한 운전환경에서 조건에 구애받지 않고 운전자 건강상태를 효율적으로 모니터링 할 수 있게 된다. According to the driver biometric information monitoring system according to the embodiments of the present invention, by monitoring the driver's biosignals for a plurality of types of measured values in each of the plurality of sensing areas, regardless of the conditions in various driving environments The driver's health can be monitored efficiently.
나아가, 본 발명에 의할 경우 특정 센싱부의 센싱이 여의치 않을 경우 다른 영역의 센싱부의 센싱 정보를 활용함으로써 운전자 생체정보 모니터링 가능 조건을 완화하고, 악조건에서의 특정 센싱부의 센싱값을 활용하지 않아 생체신호 모니터링의 정확도를 높임과 동시에 상기 특정 센싱부를 비활성화하여 센싱부에서 소모되는 전력을 차단하여 많은 센싱부를 구비함에도 전력 효율을 증대시킬 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, if sensing of a specific sensing unit is not feasible, the sensing condition of the driver biometric information can be reduced by utilizing sensing information of the sensing unit of another region, and the biosignal signal is not utilized because the sensing value of the specific sensing unit is not used in a bad condition. In addition to increasing the accuracy of the monitoring, the specific sensing unit is deactivated to cut off power consumed by the sensing unit, thereby increasing power efficiency even with a large number of sensing units.
즉, 본 발명에서의 운전자 생체정보 모니터링 시스템은 단순히 각 센싱 항목별 센싱 결과가 정상범위 내에 있는지 여부에 따라 운전자의 생체정보를 모니터링하지 않고, 다양한 센싱부들의 결과값들의 조합에 따라 운전자의 건강상태 이상 여부를 복합적으로 판단함으로써, 특정 센싱값의 오차 등에 따라 운전자에게 잘못된 정보를 제공하거나 불필요한 차량 제어를 하는 상황을 최소화시켜 전력 소모 효율을 높임과 동시에 모니터링 결과의 신뢰성을 담보할 수 있게 된다.That is, the driver biometric information monitoring system according to the present invention does not simply monitor the driver's biometric information according to whether the sensing result of each sensing item is within a normal range, and the driver's health state according to a combination of the result values of various sensing units. By complex determination of abnormality, it is possible to secure the reliability of the monitoring results while improving power consumption efficiency by minimizing the situation of providing wrong information to the driver or controlling unnecessary vehicles according to the error of a specific sensing value.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 노브(700)를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a driver biometric information monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and a vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a steering wheel according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a steering wheel according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view of a
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, the singular forms in the present specification may also include the plural forms unless specifically stated in the text. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a driver biometric information monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 운전자 생체정보 모니터링 시스템은 운전자의 생체신호를 수집하는 센싱부(100), 차량의 구동 정보를 취득하는 차량구동정보 취득부(180), 수집된 센싱값에 기반하여 운전자의 건강상태를 판단 및/또는 위급상황을 인지하는 데이터 분석부(200), 분석된 결과에 기반하여 차량의 다양한 동작요소를 제어하는 제어부(300) 및 데이터 분석부(200)의 분석결과 또는 제어부(300)의 제어 신호에 따라 동작하는 동작부(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the driver biometric information monitoring system includes a
센싱부(100)는 스티어링 휠 센싱부(110), 기어 노브 센싱부(120), 안면인식 센싱부(130), 에어백 센싱부(140), 시트 센싱부(150), 헤드레스트 센싱부(160), 안전벨트 장력 센싱부(170)를 포함할 수 있다.The
스티어링 휠 센싱부(110)는 차량의 스티어링 휠(steering wheel)의 림의 적어도 일부 영역에 위치하여, 운전자가 주행 중 스티어링 휠을 통해 차량의 주행 및 회전을 하는 동안 운전자의 손으로부터 운전자의 생체신호를 센싱한다. The steering
기어 노브 센싱부(120)는 차량의 기어 노브(gear knob)의 적어도 일부 영역에 위치하여, 운전자가 기어 변경 시 또는 주행 중 한쪽 손을 거치하고 있는 동안, 거치된 손으로부터 운전자의 생체신호를 센싱한다.The gear
스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120) 각각은 운전자의 체온을 측정하는 체온 측정 센서, 운전자의 심박수를 측정하는 심박수 측정 센서, 운전자의 혈압을 측정하는 혈압 측정 센서, 운전자의 지문을 인식하는 지문 센서, 운전자의 혈당을 측정하는 혈당 측정 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. Each of the steering
일부 실시예에서, 스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120) 각각은 운전자가 장갑 등을 착용하여 센싱부와의 직접적인 접촉이 없는 경우를 위한 비접촉식 온도 센서, 예를 들면 비접촉식 적외선 온도센서 등을 포함할 수 있다.In some embodiments, each of the steering
스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120) 각각에 포함되는 센서의 종류는 서로 동일할 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120) 각각에는 서로 다른 센서가 포함될 수 있다.The types of sensors included in each of the steering
차량의 스티어링 휠에서의 스티어링 휠 센싱부(110)의 배치구조는 도 5 내지 도 6을 참조하여 후술하기로 하고, 차량의 기어 노브에서의 기어 노브 센싱부(120)의 배치구조는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.The arrangement of the steering
안면인식 센싱부(130)는 운전자의 안면 윤곽을 인식하는 안면 윤곽 인식 센서, 운전자의 홍채를 인식하는 홍채 인식 센서 등을 포함할 수 있다. 안면인식 센싱부(130)는 예를 들면 차량의 대시보드상에 위치할 수 있다.The facial
에어백 센싱부(140)는 사고 등으로 에어백이 전개된 이후 운전자의 안면 등이 에어백에 접촉되어 있는지 여부를 센싱하는 접촉 센서, 접촉된 안면의 체온을 측정하는 체온 센서, 출혈량 추정 센서, 충격량 감지 센서 등이 포함될 수 있다.The
시트 센싱부(150)는 비접촉식 비접촉 체온 센서, 비접촉 심박수 측정 센서, 운전자의 착석 여부를 판단하기 위한 압력 센서 등을 포함할 수 있다.The
헤드레스트 센싱부(160)는 사고 등의 상황에서 운전자의 머리에 가해지는 충격을 감지하기 위한 충격량 감지 센서 등을 포함할 수 있다.The
안전벨트 센싱부(170)는 사고 등의 상황에서 운전자의 몸통에 가해지는 충격을 감지하기 위한 장력 측정 센서 및 가속도 센서 등을 포함할 수 있다.The seat
차량구동정보 취득부(180)는 차량으로부터 취득될 수 있는 다양한 정보, 예를 들면 차량의 엔진 회전수, 악셀 페달 입력값, 브레이크페달 입력값, 스로틀바디의 개폐정도, 차량의 속도, 차량의 가속도 등을 취득할 수 있다.The vehicle driving
차량구동정보 취득부(180)는 예를 들면 OBD(On-Board Diagnostics) 시스템, OBD-II 시스템 등일 수 있다.The vehicle driving
본 발명에서의 운전자 생체정보 모니터링 시스템은, 상술한 것과 같이 복수의 센싱부위 각각에서 복수의 피측정값 종류를 대상으로 운전자의 생체신호를 모니터링함으로써, 다양한 운전환경에서 조건에 구애받지 않고 운전자 생체정보를 효율적으로 모니터링 할 수 있게 된다. The driver biometric information monitoring system according to the present invention monitors the driver's biosignals for a plurality of types of measured values in each of the plurality of sensing regions as described above, thereby allowing the driver biometric information to be used regardless of conditions in various driving environments. Can be monitored efficiently.
예를 들어, 시트 센싱부(150)가 비접촉 온도 센서 또는 비접촉 심박수 센서로 구성된 상황에서, 운전자가 두꺼운 외투를 입고 운전을 하는 경우에는, 시트 센싱부(150)는 특정 시간 이상 운전자의 체온이 임계치 이상으로 감지하지 않을 경우 설령 소량의 정보가 센싱되더라도 시트 센싱부(150)에 의해 센싱된 값의 정확도가 높지 않은 정보로 판단하여 시트 센싱부(150)의 동작을 비활성화 하고, 그 외 본 발명의 센싱부들, 예를 들면 스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120)를 통해 운전자의 생체신호를 센싱함으로써 운전자의 건강 상태를 모니터링 할 수 있다. For example, in a situation in which the
다른 실시예에서, 시트 센싱부(150)가 운전자의 체중을 감지하는 압력 센서로 구성된 상황에서, 시트 센싱부(150)는 운전자가 두꺼운 외투를 입었는지 여부와 무관하게 운전자의 착석 여부를 모니터링하여 시트 센싱부(150) 외의 다른 센싱부들의 활성화 여부를 결정할 수도 있다.In another embodiment, in a situation in which the
이와 같이, 본 발명에 의할 경우 특정 센싱부의 센싱이 여의치 않을 경우 다른 영역의 센싱부의 센싱 정보를 활용함으로써 운전자 생체정보 모니터링 가능 조건을 완화하고, 악조건에서의 특정 센싱부의 센싱값을 활용하지 않아 생체신호 모니터링의 정확도를 높임과 동시에 상기 특정 센싱부를 비활성화하여 센싱부에서 소모되는 전력을 차단하여 많은 센싱부를 구비함에도 전력 효율을 증대시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, if the sensing of the specific sensing unit is not feasible, the sensing condition of the driver's biometric information can be reduced by utilizing the sensing information of the sensing unit of another region, and the sensing unit does not utilize the sensing value of the specific sensing unit in the bad condition. In addition to increasing the accuracy of signal monitoring, the specific sensing unit may be deactivated to cut off power consumed by the sensing unit, thereby increasing power efficiency even with a large number of sensing units.
즉, 본 발명에서의 운전자 생체정보 모니터링 시스템은 단순히 각 센싱 항목별 센싱 결과가 정상범위 내에 있는지 여부에 따라 운전자의 건강상태를 모니터링하지 않고, 다양한 센싱부들(110~170)의 결과값들의 조합에 따라 운전자의 건강상태 이상 여부를 복합적으로 판단함으로써, 특정 센싱값의 오차 등에 따라 운전자에게 잘못된 정보를 제공하거나 불필요한 차량 제어를 하는 상황을 최소화시켜 전력 소모 효율을 높임과 동시에 모니터링 결과의 신뢰성을 담보할 수 있게 된다.That is, the driver biometric information monitoring system according to the present invention does not simply monitor the driver's health status according to whether the sensing result for each sensing item is within a normal range, and does not monitor the combination of the result values of the
데이터 분석부(200)는 센싱부(100) 및 차량구동정보 취득부(180)를 통해 수집된 정보에 기반하여 운전자의 건강상태를 모니터링하는 운전자 건강상태 모니터링부(210)와, 센싱부(100)를 통해 수집된 정보, 차량구동정보 취득부(180)를 통해 수집된 정보 및/또는 운전자 건강상태 모니터링부(210)를 통해 판단된 운전자 건강상태 정보에 기반하여 운전자의 위급상황을 판단하는 위급상황 인지부(220)를 포함할 수 있다.The
이하에서는, 다양한 조건에서 센싱부(100)를 통해 센싱되는 정보들에 기초하여 센싱값을 분석하는 방식을 예로서 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of analyzing a sensing value based on information sensed by the
일부 실시예에서, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 스티어링 휠 센싱부(110) 및/또는 기어 노브 센싱부(120)를 통해 수집된 운전자의 심박수 및 혈당정보에 기초하여, 운전자의 심혈관 상태정보를 모니터링 할 수 있다.In some embodiments, the driver health
본 발명의 시스템이 적용되는 차량이 자동변속 차량인 경우, 운전자가 기어 노브에 손을 접촉시키는 시간이 많지 않음을 고려하여 기어 노브 센싱부(120)는 최초 시동 후 주차 모드(P)에서 드라이브 모드(D) 또는 후진 모드(R)로 기어를 변경하는 동안 운전자의 초기 건강상태를 센싱한 이후, 비활성화 될 수 있다. In the case where the vehicle to which the system of the present invention is applied is an automatic transmission vehicle, the gear
한편, 운전자에 따라 기어 노브에 접촉하는 시간이 다양함을 고려하여, 이에 한정되지 않고 기어 노브 센싱부(120)의 활성화 조건은 다양하게 운용될 수 있다. 예를 들어, 스티어링 휠 센싱부(110) 및/또는 기어 노브 센싱부(120)의 지문 인식 센서를 통해 시스템은 운전자를 식별한 후 해당 운전자의 운전 습관에 따라 기어 노브 센싱부(120)의 활성화 조건을 적용시킬 수 있다. 일 예로, 식별된 운전자 A가 오랫동안 수동변속 차량의 운전을 오래하여 해당 차량이 자동변속 차량임에도 기어 노브에 항상 손을 올려두고 운전하는 습관을 가진 경우라면 기어 노브 센싱부(120)를 항상 활성화하고, 식별된 운전자 B가 최조 기어변경 이후 운행 종료시까지 기어 노브에 손을 올려두고 운전하는 습관을 가진 경우라면 기어 노브 센싱부(120)를 초기 센싱 이후 비활성화 할 수 있다. 운전자의 식별은 상기한 것과 같은 지문 인식 방식에 한정되지 않고, 운전자의 안면 인식, 운전자의 홍채 인식 또는 운전자의 수동 입력을 통해 수행될 수도 있다.Meanwhile, in consideration of various times of contacting the gear knob according to the driver, the present invention is not limited thereto, and an activation condition of the gear
일부 실시예에서, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 안면인식 센싱부(130)를 통해 수집된 운전자의 안면 인식 정보에 기초하여, 운전자의 건강 상태, 운전자의 졸음운전 여부, 운전자의 의식 존부 등의 상태를 모니터링 할 수 있다.In some embodiments, the driver's health
운전자 건강상태 모니터링부(210)는 예를 들면, 안면인식 센싱부(130)를 통해 수집된 운전자의 평상시 안면 상태를 학습 및 저장하고, 저장된 정보와 현재 인식되는 운전자의 안면 상태를 비교하여 운전자의 건강 상태를 파악할 수 있다. 일 예로, 학습된 운전자의 눈 크기를 기준으로 현재 인식되는 눈 크기가 작은 경우, 또는 운전자의 학습된 운전자의 다크 서클 크기를 기준으로 현재 인식되는 다크 서클 크기가 큰 경우에, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 저장된 눈 크기 또는 다크 서클 크기와 센싱된 눈 크기 또는 다크 서클 크기의 차이값에 따라 현재 운전자의 피로도를 추정할 수 있다.The driver's health
일부 실시예에서, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 안면인식 센싱부(130)를 통해 수집된 운전자의 평상시 얼굴 각도를 학습 및 저장하고, 저장된 정보와 현재 인식되는 운전자의 얼굴 각도를 비교하여 운전자의 졸음 상태를 파악할 수 있다. 일 예로, 학습된 운전자의 얼굴 각도를 기준으로 현재 인식되는 얼굴 각도가 기준치 이상으로 차이 날 경우, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 현재 운전자의 졸음 운전 여부를 추정할 수 있다.In some embodiments, the driver
한편, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 상기한 눈 크기 정보 및 상기 얼굴 각도 정보를 조합하여 운전자의 졸음 상태를 파악할 수도 있다. Meanwhile, the driver health
일부 실시예에서, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 에어백 센싱부(140)를 통해 수집된 에어백 전개 시 에어백에 전달된 충격량, 안면 체온 상태, 에어백에서 검출된 출혈 추정량과, 헤드레스트 센싱부(160)를 통해 수집된 사고 등의 상황에서 운전자의 머리에 가해지는 충격량, 안전벨트 센싱부(170)를 통해 수집된 사고 등의 상황에서 운전자의 몸통에 가해지는 충격량 등을 통해 사고 이후 운전자의 건강상태를 예측할 수 있다. 또는, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 에어백 센싱부(140)를 통해 수집된 에어백과 운전자 안면 접촉 지속 여부에 따라 사고 이후 운전자의 의식 불명 상태를 추정할 수 있다.In some embodiments, the driver
운전자 건강상태 모니터링부(210)는 시트 센싱부(150)를 통해 센싱된 체온 정보, 심박수 정보에 기초하여, 운전자의 현재 건강상태를 모니터링할 수 있다. 일부 실시예에서, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 시트 센싱부(150)에서 센싱된 압력 정보를 통해 운전자의 착석 여부를 결정하고, 착석 여부에 따라 시트 센싱부(150) 외의 다른 센싱부(110~140, 160~170)의 활성화 여부를 결정할 수 있다. 이를 통해 센싱부(100)가 센싱이 필요 없는 상황에서 동작하여 불필요한 전력 소모를 하는 것을 예방할 수 있다.The driver's health
위급상황 인지부(220)는 센싱부(100)를 통해 상기와 같이 수집된 정보와 차량구동정보 취득부(180)를 통해 수집된 차량구동정보를 조합하여 운전자 건강상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 차량구동정보 취득부(180)에 의해 현재 차량이 주행중인 상태로 판단되고, 자율주행모드가 아닌 상황에서 스티어링 휠 센싱부(110) 및 기어 노브 센싱부(120)에 입력값이 존재하지 않는다면, 위급상황 인지부(220)는 운전자 건강상태 모니터링부(210)가 센싱값에 기반하여 운전자의 건강상태가 정상인 것으로 추정한 경우라도 현재 운전자가 의식 불명 상태인 것으로 판단할 수 있다.The emergency
동작부(400)는 스피커(410), 디스플레이(420), ECU(Electronic Control Unit, 430), 통신모듈(440), 드론제어모듈(450)을 포함할 수 있다.The
일부 실시예에서, 스피커(410), 디스플레이(420) 및 ECU(430)는 차량 자체의 하드웨어일 수 있고, 통신모듈(440)과 드론제어모듈(450)은 차량에 별도로 구비되는 운전자 건강상태 모니터링 시스템 상의 하드웨어일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In some embodiments, the
운전자 건강상태 모니터링부(210)가 운전자의 건강상태를 비정상으로 판단한 경우, 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 동작부(400)의 스피커(410) 및/또는 디스플레이(420)를 통해 운전자에게 현재의 건강상태를 경고할 수 있다. When the driver's health
제어부(300)는 위급상황 인지부(220)를 통해 전달받은 정보에 기반하여, 동작부(400)의 스피커(410) 및/또는 디스플레이(420)를 통해 운전자에게 현재의 상황을 경고하거나, ECU(430), 통신모듈(440) 및 드론제어모듈(450)의 동작을 제어할 수 있다.The
이하에서는, 도 1에 도시된 스티어링 휠 센싱부(110), 기어 노브 센싱부(120), 안면인식 센싱부(130), 에어백 센싱부(140), 시트 센싱부(150), 헤드레스트 센싱부(160), 안전벨트 장력 센싱부(170)를 포함하는 센싱부(100), 차량구동정보 취득부(180), 운전자 건강상태 모니터링부(210) 및 위급상황 인지부(220)를 포함하는 데이터 분석부(200), 제어부(300) 및 동작부(400)를 상호 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the steering
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and a vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 운전자가 차량에 시동을 건 후 기어 노브를 이동하여 기어를 주차모드(P)에서 드라이브모드(D) 또는 후진모드(R)로 변경하면(S210), 운전자 건강상태 모니터링부(210)는 기어 노브 센싱부(120)를 통해 수집된 정보에 기초하여 운전자 건강상태를 초기분석하여(S220), 운전자 건강상태가 주행가능한 상태인지를 분석한다(S230).Referring to FIG. 2, when the driver starts the vehicle and moves the gear knob to change the gear from the parking mode (P) to the drive mode (D) or the reverse mode (R) (S210), the driver health monitoring unit In
분석결과 운전자 건강상태가 주행가능한 상태로 판단되면, 시스템은 센싱부(100)의 다양한 센싱부들(110~170)을 통해 운전자의 생체정보를 취득하여 모니터링(S250) 할 수 있다. 분석결과 운전자 건강상태가 주행불가능한 상태로 판단되면, 제어부(300)는 ECU(430) 제어를 통해 기어 노브를 주차모드(P)로 이동시킬 수 있다.If it is determined that the driver's health state is capable of driving, the system may acquire and monitor biometric information of the driver through various sensing
운전자 건강상태 모니터링(S250) 중, 위급상황 인지부(220)는 다양한 센싱정보에 기초하여 도 1을 참조하여 상술한 것처럼 운전자의 졸음운전, 운전자 의식 불명 여부 등 위급상황이 발생했는지를 판단할 수 있다(S260).During the driver health state monitoring (S250), the emergency
위급상황이 발생된 것으로 판단되면, 위급상황 인지부(220)는 먼저 차량구동정보 취득부(180)로부터의 정보에 기초하여 주행 중 운전자 의식 불명 상황인지(S270), 정차상태 운전자 의식 불명 상황인지(S280)를 판단할 수 있다.When it is determined that an emergency situation has occurred, the emergency
주행 중 운전자 의식 불명 상황인 경우에, 제어부(300)는 ECU(430) 제어를 통해 차량을 안전하게 비상 정차하도록 제어할 수 있다(S275).When the driver is unconscious while driving, the
정차상태 운전자 의식 불명 상황인 경우에, 데이터 분석부(200)는 사고에 의한 운전자 의식 불명으로 판단하고, 이 경우 제어부(300)는 통신모듈을 통해 구조대 등에 위치정보를 전송하고, 구급차를 호출할 수 있다(S282). 또한 구급차가 도착하기 이전에, 구급대원이 먼저 운전자의 현재 상태를 파악할 수 있도록 드론을 호출 및 제어하고 드론이 차량 실내의 운전자를 명확히 촬영할 수 있도록 차량의 윈도우를 제어하여, 촬영되는 영상정보를 구급대원 등에게 송출할 수 있다(S284).In the case of the stationary driver's consciousness unknown situation, the
일부 실시예에서, 드론은 차량의 트렁크 등에 구비되어 있거나, 도로상에 긴급출동을 위해 인프라가 구비된 드론 정거장에서 호출될 수도 있다.In some embodiments, the drone may be provided at the trunk of a vehicle or the like, or may be called at a drone station equipped with an infrastructure for emergency dispatch on the road.
일부 실시예에서, 차량 윈도우의 틴팅 등 외부에서 실내가 잘 보이지 않는 경우를 대비하기 위해, 제어부(300)는 드론과 차량의 위치관계에 따라 차량 윈도우를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 드론이 차량의 운전석 쪽에 비행중인 경우 운전석 윈도우를 오픈하되, 겨울철 체온손실 등을 방지하기 위해 촬영이 되지 않는 쪽의 윈도우나 촬영이 종료된 윈도우는 닫히도록 제어될 수 있다.In some embodiments, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
도 3에서는, 차량의 주행 중에 운전자가 위급상황인 것으로 판단된 경우를 전제로 운전자가 주행 중에 의식 불명이 되었는지를 판단하는 방법을 예로서 살펴보도록 한다.In FIG. 3, a method of determining whether the driver has become unconscious while driving while a vehicle is determined to be in an emergency situation will be described as an example.
도 3을 참조하면, 데이터 분석부(200)는 차량의 자율주행모드가 동작 중인지 여부를 판단할 수 있다(S310). S310 단계는 차량에 자율주행 기능이 탑재된 경우에만 수행되고, 자율주행 기능이 없는 차량에서는 생략될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
자율주행모드가 동작 중이지 않은 경우, 데이터 분석부(200)는 스티어링 휠에 운전자의 입력이 존재하는지 여부를 판단한다(S320).When the autonomous driving mode is not in operation, the
스티어링 휠에 운전자의 입력이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 제어부(300)는 스피커(410) 및/또는 디스플레이(420)를 통해 운전자에게 스티어링 휠을 파지할 것을 요청할 수 있다(S330).If it is determined that the driver's input does not exist in the steering wheel, the
운전자가 S330 단계의 요청에 수용하지 않는 경우, 데이터 분석부(200)는 주행 중 운전자 의식 불명 상태로 판정하고(S350), 이 경우 도 2를 참조하여 설명한 것처럼 ECU 제어를 통해 차량을 비상 정차시킬 수 있다.If the driver does not accept the request of step S330, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 생체정보 모니터링 및 그에 따른 차량 및 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a driver biometric information monitoring and vehicle and system control method according to an embodiment of the present invention.
도 4에서는, 차량의 정차상태에서 운전자가 위급상황인 것으로 판단된 경우를 전제로 운전자가 정차 중에 의식 불명이 되었는지를 판단하는 방법을 예로서 살펴보도록 한다.In FIG. 4, a method of determining whether a driver becomes unconscious while stopping is assumed on the assumption that the driver is in an emergency situation in a stopped state of the vehicle.
도 4를 참조하면, 데이터 분석부(200)는 차량구동정보 취득부(180)로부터의 정보들에 기초하여, 차량의 정차 경위가 i)외력에 의해 정차된 것인지, ii)제어부(300)가 ECU(430)를 제어하여 정차한 것인지, iii) 운전자의 의지, 즉 브레이크 페달 전개에 따른 정차인지를 판단할 수 있다(S410).Referring to FIG. 4, the
외력에 의한 정차로 판단된 경우, 데이터 분석부(200)는 차량의 에어백 전개여부를 판단한다(S420). 에어백이 전개된 상황이라면 사고에 의한 정차로 판단하고, 에어백 센싱부(140)의 센서들로부터의 센싱값이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S422). 에어백 센싱부(140)의 센싱값이 존재하는 경우 에어백 센싱부(140)로부터 센싱값이 기준시간을 초과하여 지속적으로 존재하는지를 판단하여(S424), 기준시간을 초과한 경우 운전자가 사고 등에 의해 정차상태에서 의식불명된 것으로 판단하고(S434), 이와 달리 기준시간이 초과되기 전 센싱값이 없어진 경우에는, 운전자의 의식이 존재하는 것으로 판정할 수 있다(S426).When it is determined that the vehicle is stopped by an external force, the
S422 단계에서 에어백 센싱부(140)의 센싱값이 없는 경우에는, 스피커 등을 통해 운전자에게 스티어링 휠을 파지할 것을 요청할 수 있다(S430).If there is no sensing value of the
S410 단계에서 정차 경위가 제어부(300)가 ECU(430)를 제어하여 정차한 것으로 판단된 경우, 스피커 등을 통해 운전자에게 스티어링 휠을 파지할 것을 요청할 수 있다(S430). When it is determined in step S410 that the stopping process is stopped by the
데이터 분석부(200)는 S430 단계에 따른 요청을 운전자가 수용하는지 판단하여(S432), 요청 불응 시 운전자가 정차상태에서 의식불명된 것으로 판단하고(S434), 이와 달리 운전자가 요청을 수용하여 스티어링 휠을 파지한 경우에는 운전자의 의식이 존재하는 것으로 판정할 수 있다(S442).The
S410 단계에서 정차 경위가 운전자의 의지, 즉 브레이크 페달 전개에 따른 정차인 것으로 판단된 경우, 안면인식 센싱부(130)는 운전자의 안면인식을 수행하여(S440), 안면인식이 정상적으로 된 경우에는 운전자의 의식이 존재하는 것으로 판정하고(S442), 안면인식이 정상적으로 되지 않은 경우에는 스피커 등을 통해 운전자에게 스티어링 휠을 파지할 것을 요청할 수 있다(S430).When it is determined in step S410 that the stop is the stop according to the driver's will, that is, the brake pedal development, the face
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a view schematically showing a steering wheel according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 스티어링 휠(500)은 차량의 조향축(미도시)과 연결되는 허브(510), 대략 원형 형상인 림부(520) 및 허브(510)와 림부(520)를 연결하는 적어도 하나 이상의 스포크(530)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
림부(520)에는 겨울철 운전자의 손시려움을 방지하기 위한 열선코일(522)이 림부를 휘감는 코일 형태로 배치될 수 있다. 림부(520)의 운전자측 면에는, 운전자의 생체신호를 취득하기 위한 스티어링 휠 센서(524)가 포함될 수 있다. 스티어링 휠 센서(524)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 스티어링 휠 센서부(110)에 대응되는 구성일 수 있으며, 이에 대한 중복설명은 생략하도록 한다.The
스티어링 휠 센서(524)는 도 5에 도시된 것처럼 열선코일(522)이 림부(520)의 운전자측 면에서 지나가는 부분을 피하여 배치될 수 있다. 달리 말하면, 스티어링 휠 센서(524)는 림부(520)의 운전자측 면 상에서 지나가는 두 개의 열선 부분(522a, 522b)과 중첩되지 않도록, 두 개의 열선 부분(522a, 522b) 사이에 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 5, the
본 발명의 스티어링 휠(500)에서는, 위와 같이 배치되는 스티어링 휠 센서(524)의 면적을 보다 넓히기 위해, 스티어링 휠 센서(524)를 사이에 두는 두 개의 열선 부분(522a, 522b)간의 간격(d2)이 스티어링 휠 센서(524)를 사이에 두지 않는 두 개의 열선 부분(522a, 522c)간의 간격(d1)보다 넓은 것을 특징으로 한다. 즉, 스티어링 휠(500) 상에 형성된 열선코일(522)은 스티어링 휠(500)의 림부(520)를 감싸는 나사산 형태로 형성되되, 스티어링 휠 센서(524)가 위치하는 부분의 나사산 사이 간격이 스티어링 휠 센서(524)가 위치하지 않는 부분의 나사산 사이 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.In the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠을 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing a steering wheel according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 스티어링 휠(600)은 차량의 조향축(미도시)과 연결되는 허브(610), 대략 원형 형상인 림부(620) 및 허브(610)와 림부(620)를 연결하는 적어도 하나 이상의 스포크(630)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
림부(620)에는 겨울철 운전자의 손시려움을 방지하기 위한 열선코일(622)이 림부를 휘감는 코일 형태로 배치될 수 있다. 림부(620)의 운전자측 면에는, 운전자의 생체신호를 취득하기 위한 스티어링 휠 센서(624)가 포함될 수 있다. 스티어링 휠 센서(624)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 스티어링 휠 센서부(110)에 대응되는 구성일 수 있으며, 이에 대한 중복설명은 생략하도록 한다.The
스티어링 휠 센서(624)는 도 6에 도시된 것처럼 열선코일(622)이 림부(620)의 운전자측 면에서 지나가는 부분을 피하여 배치될 수 있다. 달리 말하면, 스티어링 휠 센서(624)는 림부(620)의 운전자측 면 상에서 지나가는 두 개의 열선 부분(622a, 622b)과 중첩되지 않도록, 두 개의 열선 부분(622a, 622b) 사이에 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 6, the
도 5를 참조하여 설명한 스티어링 휠(500)과 달리, 본 실시예에서의 스티어링 휠(600)에서는, 스티어링 휠 센서(624)가 림부(620)의 운전자 측면 전반에 배치되어 있다. 이 경우, 앞선 실시예와 달리 열선코일(622)은 스티어링 휠(600)의 림부(620)를 감싸는 나사산 형태로 형성되되, 림부(620) 전 영역에서의 나사산들 사이 간격이 서로 균일한 나사산 형태일 수 있다.Unlike the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 노브(700)를 개략적으로 나타낸 도면이다.7 is a schematic view of a
도 7을 참조하면, 기어 노브(700)는 차량의 미션(미도시)과 연결되는 기어봉축(710), 운전자의 손이 안착되는 손잡이부(720), 기어 변경을 위한 기어 스위치(730) 및 기어 노브 센서(740)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the
본 발명의 일 실시예에 따른 기어 노브 센서(740)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 기어 노브 센서부(120)에 대응되는 구성일 수 있으며, 이에 대한 중복설명은 생략하도록 한다.The
일 실시예에서, 기어 노브 센서(740)는 운전자의 엄지손가락과 맞닿도록 기어 스위치(730) 상에 형성된 제1 기어 노브 센서(740a) 및 운전자의 손바닥 일부 영역 및/또는 운전자의 엄지를 제외한 손가락들과 맞닿도록 손잡이부(720) 상에 형성된 제2 기어 노브 센서(740b)를 포함할 수 있다. 필요에 따라서, 제1 기어 노브 센서(740a) 및 제2 기어 노브 센서(740b) 각각에는 서로 다른 종류의 센서가 들어갈 수 있다. 예를 들어, 제1 기어 노브 센서(740a)에는 지문 센서가, 제2 기어 노브 센서(740b)에는 심박수 측정 센서가 포함될 수 있다.In one embodiment, the
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in a modified form without departing from the essential characteristics of the above-described substrate. Therefore, the disclosed methods should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
Claims (5)
상기 운전자가 운행 중인 차량의 구동 정보를 취득하는 차량구동정보 취득부와,
상기 운전자의 건강상태를 판단하고 상기 운전자의 위급상황을 인지하는 데이터 분석부와,
상기 데이터 분석부의 분석 결과에 기반하여 제어 신호를 생성하는 제어부 및
상기 데이터 분석부의 분석 결과 또는 상기 제어 신호에 따라 동작을 수행하는 동작부를 포함하고,
상기 센싱부는 상기 차량의 스티어링 휠에 배치된 스티어링 휠 센싱부, 상기 차량의 기어 노브에 배치된 기어 노브 센싱부, 상기 차량의 대시보드상에 배치된 안면인식 센싱부, 상기 차량의 에어백에 배치된 에어백 센싱부, 상기 차량의 시트에 배치된 시트 센싱부, 상기 차량의 헤드레스트에 배치된 헤드레스트 센싱부 및 상기 차량의 안전벨트에 배치된 안전벨트 장력 센싱부를 포함하고,
상기 데이터 분석부는 상기 센싱부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자의 건강상태를 모니터링하는 운전자 건강상태 모니터링부와, 상기 센싱부로부터 수집된 정보, 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보 및 상기 운전자 건강상태 모니터링부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자의 위급상황을 판단하는 위급상황 인지부를 포함하며,
상기 운전자 건강상태 모니터링부는 상기 운전자가 상기 차량에 시동을 건 후 상기 기어 노브를 이동하여 기어를 주차모드에서 드라이브모드 또는 후진모드로 변경하면, 상기 기어 노브 센싱부를 통해 수집된 정보에 기초하여 상기 운전자의 건강상태가 주행가능한 상태인지를 분석하고,
상기 제어부는 상기 운전자의 건강상태가 주행불가능한 상태로 판단되면 상기 차량의 ECU(Electronic Control Unit)을 제어하여 상기 기어 노브를 주차모드로 이동하며,
상기 위급상황 인지부는 상기 센싱부로부터 수집된 정보, 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보 및 상기 운전자 건강상태 모니터링부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 운전자에게 위급상황이 발생한 것으로 판단될 경우, 상기 차량구동정보 취득부로부터의 정보에 기초하여 상기 위급상황이 주행 중 발생한 것인지 정차상태에서 발생한 것인지 여부를 판단하여, 상기 위급상황이 주행 중 발생한 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키고, 상기 위급상황이 정차상태에서 발생한 경우 상기 제어부는 상기 동작부의 통신모듈을 통해 구조대에 상기 차량의 위치정보를 전송하고 상기 동작부의 드론제어모듈을 통해 드론을 호출하며 상기 드론이 상기 차량의 실내에 있는 상기 운전자를 촬영할 수 있도록 상기 차량의 윈도우를 제어하며,
상기 위급상황이 정차상태에서 발생한 경우 상기 데이터 분석부는 상기 차량구동정보 취득부로부터 수집된 정보에 기반하여 상기 차량이 외력에 의해 정차된 것인지, 상기 제어부가 상기 ECU를 제어하여 상기 차량이 정차된 것인지, 상기 운전자가 상기 차량의 브레이크 페달을 전개하여 상기 차량이 정차된 것인지를 판단하고,
상기 차량이 외력에 의해 정차된 경우 상기 데이터 분석부는 상기 에어백의 전개여부를 판단하고 상기 에어백이 전개된 경우 상기 에어백 센싱부로부터의 센싱값이 미리 설정된 기준시간을 초과하여 지속적으로 존재하는지를 판단하여, 상기 기준시간을 초과한 경우 상기 운전자가 의식불명된 것으로 판단하고, 상기 기준시간이 초과되기 전에 상기 에어백 센싱부로부터의 센싱값이 없어진 경우에는 상기 운전자의 의식이 존재하는 것으로 판단하며,
상기 제어부가 상기 ECU를 제어하여 상기 차량이 정차된 경우 상기 제어부는 상기 동작부의 스피커 및 상기 동작부의 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키며,
상기 운전자가 상기 차량의 브레이크 페달을 전개하여 상기 차량이 정차된 경우 상기 안면인식 센싱부는 상기 운전자의 안면인식을 수행하고 상기 운전자의 안면인식이 되지 않은 경우 상기 제어부는 상기 스피커 및 상기 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키는 것을 특징으로 하는,
운전자 생체정보 모니터링 시스템.
A sensing unit for collecting a driver's biosignal;
A vehicle driving information acquisition unit for acquiring driving information of the vehicle in which the driver is running;
A data analysis unit which determines the health state of the driver and recognizes the emergency situation of the driver;
A controller for generating a control signal based on an analysis result of the data analyzer;
An operation unit which performs an operation according to an analysis result or the control signal of the data analysis unit;
The sensing unit may include a steering wheel sensing unit disposed on a steering wheel of the vehicle, a gear knob sensing unit disposed on a gear knob of the vehicle, a face recognition sensing unit disposed on a dashboard of the vehicle, and an airbag of the vehicle. An airbag sensing unit, a seat sensing unit disposed on the seat of the vehicle, a headrest sensing unit disposed on the headrest of the vehicle, and a seat belt tension sensing unit disposed on the seat belt of the vehicle,
The data analysis unit may include a driver health state monitoring unit for monitoring a health state of the driver based on the information collected from the sensing unit, information collected from the sensing unit, information collected from the vehicle driving information acquisition unit, and the driver. An emergency situation recognition unit for determining the emergency situation of the driver based on the information collected from the health status monitoring unit,
The driver's health state monitoring unit changes the gear from the parking mode to the drive mode or the reverse mode after moving the gear knob after the driver starts the vehicle, based on the information collected through the gear knob sensing unit. Analyze whether your health is capable of driving,
The controller is configured to move the gear knob to the parking mode by controlling the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle when it is determined that the driver's health state is impossible to drive.
If it is determined that the emergency situation has occurred in the driver based on the information collected from the sensing unit, the information collected from the vehicle driving information acquisition unit, and the information collected from the driver health condition monitoring unit, On the basis of the information from the vehicle driving information acquisition unit, it is determined whether the emergency situation occurs during driving or in a stop state. When the emergency situation occurs during driving, the controller controls the ECU to emergency stop the vehicle. When the emergency occurs in the stopped state, the control unit transmits the position information of the vehicle to the rescue team through the communication module of the operation unit, calls a drone through the drone control module of the operation unit, and the drone is indoors of the vehicle. To photograph the driver in the Controls the window,
When the emergency occurs in the stopped state, the data analyzer determines whether the vehicle is stopped by an external force based on information collected from the vehicle driving information acquisition unit, or is the controller controlling the ECU to stop the vehicle. The driver determines whether the vehicle is stopped by deploying the brake pedal of the vehicle.
When the vehicle is stopped by an external force, the data analyzer determines whether the airbag is deployed, and when the airbag is deployed, determines whether the sensing value from the airbag sensing unit continuously exists for a predetermined time period. When the reference time is exceeded, it is determined that the driver is unconscious, and when the sensing value from the airbag sensing unit disappears before the reference time is exceeded, it is determined that the driver's consciousness exists.
If the control unit controls the ECU and the vehicle is stopped, the control unit transmits a steering wheel gripping request to the driver through a speaker of the operating unit and a display of the operating unit, and then the driver does not accept the holding request of the steering wheel. In this case, the controller controls the ECU to emergency stop the vehicle.
When the driver stops the vehicle by the brake pedal of the vehicle, the face recognition sensing unit performs the face recognition of the driver, and when the face recognition of the driver is not performed, the controller is configured to display the speaker and the display through the speaker. The controller may control the ECU to emergency stop the vehicle after transmitting the steering wheel gripping request to the driver when the driver does not accept the gripping request of the steering wheel.
Driver biometric information monitoring system.
상기 위급상황이 주행 중 발생한 경우 상기 데이터 분석부는 상기 차량의 자율주행모드가 동작 중인지 여부를 판단하고, 상기 차량의 자율주행모드가 동작 중이지 않은 경우 상기 데이터 분석부는 상기 스티어링 휠에 상기 운전자의 입력이 존재하는지 여부를 판단하며, 상기 스티어링 휠에 상기 운전자의 입력이 존재하지 않는 것으로 판단되면 상기 제어부는 상기 동작부의 스피커 및 상기 동작부의 디스플레이를 통해 상기 운전자에게 스티어링 휠 파지 요청을 전달한 후 상기 운전자가 스티어링 휠의 파지 요청을 수용하지 않는 경우 상기 제어부는 상기 ECU를 제어하여 상기 차량을 비상 정차시키는 것을 특징으로 하는,
운전자 생체정보 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The data analysis unit determines whether the autonomous driving mode of the vehicle is in operation when the emergency occurs while driving, and the data analysis unit inputs the driver to the steering wheel when the autonomous driving mode of the vehicle is not in operation. Is determined, and if it is determined that the driver's input does not exist in the steering wheel, the controller transmits a steering wheel gripping request to the driver through a speaker of the operating unit and a display of the operating unit, and then the driver When the gripping request of the steering wheel is not accepted, the controller controls the ECU to emergency stop the vehicle.
Driver biometric information monitoring system.
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