KR102045378B1 - Smart helmet mounted bio-sensor and gyro sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생체센서와 자이로센서로부터 수집된 데이터를 이용하여 운전자의 신체 상태를 분석하는 스마트 헬멧에 관한 것이다.The present invention relates to a smart helmet with a built-in biometric sensor and a gyro sensor, and more particularly, to a smart helmet for analyzing the physical condition of the driver using data collected from the biometric sensor and the gyro sensor.
근래 자전거는 건강을 위한 여가활동 또는 친환경 교통수단 등으로 주목을 받고 있다. 이에 따라 자전거 라이딩을 즐기는 인구가 많이 증가하고 있으며, 국가와 각 지방자치단체도 이에 발맞추어 자전거의 이동 편의를 위한 자전거 전용 도로를 확충 및 정비하는 등 자전거 관련 인프라를 갖추기 위해 노력하고 있다.Recently, bicycles are attracting attention as recreational activities for health or eco-friendly transportation. As a result, the number of people enjoying riding bicycles is increasing, and countries and local governments are also striving to equip bicycle-related infrastructure by expanding and maintaining bicycle lanes for the convenience of bicycles.
매년 자전거 사용자의 이용률이 늘어감에 따라 자전거 사고도 함께 급증하고 있다. 이러한 사고는 자전거의 특성상 도로를 달리는 비율이 높고, 자전거 전용 도로의 사정이 좋지 않아 초보자 또는 초행길을 달리는 사용자에게 유독 많이 일어나고 있다.As the usage rate of bicycle users increases every year, bicycle accidents are increasing rapidly. These accidents are high in the rate of running the road due to the characteristics of the bicycle, due to the poor circumstances of the bicycle-only road is occurring a lot of toxic to beginners or users running on the first road.
자전거 주행 중 운전자의 집중력 저하 및 지속적인 스트레스 등 외부 요인으로 인해 신체 능력이 저하되는 경우가 많다. 이러한 경우 자전거 주행 중 낙차 사고 및 탈진이 발생하여 본인도 모르게 자전거에서 떨어지는 사고를 당할 수 있다. 또한, 주행 시작 또는 중간에 충분한 휴식을 통해 신체 능력을 회복한 후 자전거를 타야 하지만, 일반적으로 이러한 규칙을 지켜지지 않고 있으며, 특히 본인의 신체 밸런스를 스스로 인지하기 쉽지 않다.While cycling, there are many cases of physical deterioration due to external factors such as driver's concentration and constant stress. In this case, a fall accident and exhaustion may occur while riding the bicycle, and you may be accidentally dropped from the bicycle without your knowledge. You should also ride your bike after restoring your physical abilities through sufficient rest at the beginning or in the middle of your ride, but generally you don't follow these rules, especially if you're not aware of your own body balance.
본 발명이 해결하려는 과제는 자전거를 라이딩(운전)하는 운전자의 생체 정보를 실시간으로 측정하는 헬멧을 제안함에 있다.An object of the present invention is to propose a helmet for measuring in real time the biometric information of a driver riding (driving) a bicycle.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 통신이 가능한 헬멧을 제안하며, 특히 주행 중인 도로에 대한 정보를 제공받는 것이 가능한 헬멧을 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose a helmet that can communicate, and in particular to propose a helmet that can be provided with information on the road driving.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 운전자의 생체 정보를 기반으로 최적의 주행 도로에 대한 정보를 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose information on the optimum driving road based on the biometric information of the driver.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 도로의 위험 상황을 통보받는 것이 가능한 헬멧을 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose a helmet that can be informed of the dangerous situation of the road.
이를 위해 본 발명의 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧은 스마트 헬멧의 내측에 위치하며, 맥파 데이터와 뇌파 데이터를 포함하는 생체 정보를 수집하는 생체센서; 위치 정보 및 가속도 정보를 수집하며, 스마트 헬멧이 임의 방향으로 기울어질 때 각운동을 감지하여 회전 검출 신호를 출력하는 자이로센서; 상기 자이로센서로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값에 대응하는 전류값에 따라 발광체에 전원을 공급하는 전원부; 상기 자이로센서로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값을 저장하는 메모리부; 및 상기 메모리부에 저장된 상기 수평축 변환값과 수직축 변환값을 다른 운전자에 맞게 리셋하기 위하여 상부 외피의 외주부에 마련된 발광체 리셋부를 포함하며,
상기 자이로센서로부터 상기 스마트 헬멧의 위치 정보를 획득하며, 획득한 상기 위치 정보에 의해 설정된 시간 이내에 상기 스마트 헬멧이 설정된 높이에서 지면으로부터 설정된 거리 이내로 이동한 것으로 판단되면, 상기 스마트 헬멧의 고유 정보를 포함하는 사고 정보를 생성하는 제어 모듈; 상기 제어 모듈에서 생성한 사고 정보를 전송하며, 타 스마트 헬멧의 통신모듈이 전송한 사고 정보를 수신하는 통신모듈을 포함하며,
상기 제어 모듈은, 상기 타 스마트 헬멧의 통신모듈로부터 수신된 사고 정보에 포함된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수를 산출하며, 산출된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수가 설정된 개수 이하이면, 수신된 고유 정보에 자신의 고유 정보를 추가한 사고 정보를 생성하고, 생성한 사고 정보를 상기 통신모듈을 통해 외부로 송신하도록 요청하며, 산출된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수가 설정된 개수 이상이면, 수신된 고유 정보를 폐기하여 상기 사고 정보가 설정된 반경 이내로 전송되도록 하는 것을 특징으로 한다.
To this end, the smart helmet in which the biometric sensor and the gyro sensor of the present invention are built is located inside the smart helmet, and collects biometric information including pulse wave data and brain wave data; A gyro sensor that collects position information and acceleration information and detects an angular motion when the smart helmet is inclined in an arbitrary direction and outputs a rotation detection signal; A power supply unit supplying power to the light emitter according to a current value corresponding to a horizontal axis conversion value and a vertical axis conversion value output from the gyro sensor; A memory unit configured to store a horizontal axis converted value and a vertical axis converted value output from the gyro sensor; And a light emitting unit reset unit provided at an outer circumference of an upper shell to reset the horizontal axis conversion value and the vertical axis conversion value stored in the memory unit according to another driver.
Acquiring position information of the smart helmet from the gyro sensor, and if it is determined that the smart helmet has moved within a set distance from the ground at a set height within a time set by the obtained position information, the smart helmet includes unique information of the smart helmet. A control module for generating accident information; The communication module transmits the accident information generated by the control module, and receives the accident information transmitted by the communication module of the other smart helmet,
The control module calculates the number of unique information of the smart helmet included in the accident information received from the communication module of the other smart helmet, and if the number of the calculated unique information of the smart helmet is less than or equal to the set number, the received unique information Generate accident information added with its own unique information, request to transmit the generated accident information to the outside through the communication module, and if the number of the calculated unique information of the smart helmet is greater than or equal to the set number, the received unique information Discard it so that the accident information is transmitted within a set radius.
본 발명에 따른 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧은 상부 외피와 하부 외피 사이에 공기를 주입하여 헬멧의 형태를 형성할 수 있는 이점이 있어, 공기 배출 시에는 부피를 최소화하여 수납하여 보관할 수 있는 이점이 있다.The smart helmet with the biometric sensor and the gyro sensor built in according to the present invention has an advantage of forming a helmet shape by injecting air between the upper outer shell and the lower outer shell. There is an advantage to that.
또한 본 발명에 따르면, 상부 외피와 하부 외피 사이에 격벽을 구비함으로써 공기 주입량을 조절할 수 있고 나아가 일정 두께를 유지함으로써 외부 충격으로부터 두부를 보호할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, by providing a partition between the upper outer shell and the lower outer shell it is possible to adjust the air injection amount and further has the advantage of protecting the head from external impact by maintaining a certain thickness.
이외에도 본 발명은 사고 정보가 포함된 사고 신호를 주변의 스마트 헬멧 착용자에게 송신함으로써 자전거의 운전자를 신속하게 구할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of quickly obtaining the driver of the bicycle by transmitting an accident signal containing the accident information to the surrounding smart helmet wearer.
이외에도 자이로센서로부터 수집된 정보를 이용하여 운전자의 운전상태 및 운동량을 확인함으로써 사고 발생시 미리 운전자에게 경고음을 발송하거나 상대적으로 안전한 도로로 라이딩을 유도할 수 있다.In addition, by using the information collected from the gyro sensor to check the driver's driving status and the amount of exercise can send a warning sound to the driver in advance in case of an accident or to lead to a relatively safe road.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧의 구성을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 헬멧이 포함된 생체 정보 모니터링 시스템을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말에 표시되는 지도 데이터를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 자이로센서를 이용한 운전자의 운동량 및 운행상태를 도시하고 있다.Figure 1 shows the configuration of a smart helmet with a built-in biometric sensor and gyro sensor in an embodiment of the present invention.
2 illustrates a biometric information monitoring system including a smart helmet according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates map data displayed on a user terminal according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating an exercise amount and a driving state of a driver using a gyro sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through this embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧의 구성을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧의 구성에 대해 상세하게 알아보기로 한다.1 is a view showing the configuration of a smart helmet with a built-in biometric sensor and gyro sensor according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a configuration of a smart helmet having a bio sensor and a gyro sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
본 발명에서 제안하는 스마트 헬멧은 생체센서와 자이로센서가 내장되며, 생체센서로부터 수집된 운전자의 생체 정보를 분석한다. 스마트 헬멧은 운전자의 생체 능력을 초과하는 주행 도로에 대한 정보를 제공함으로써 운전자가 해당 도로를 이용하지 않도록 함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다. 이외에도 도로 상태 및 상황이 비정상적인 지역, 사고 다발지역 등 자전거 운전자에게 사고 위험이 높은 지역에 대한 정보를 제공한다. 제공받은 사고 위험이 높은 지역에 대한 정보는 사용자 단말과 연동되어 지도에 표시하여 자전거 운전자는 해당 지역으로 진입하는 것을 차단할 수 있다. 이외에도 본 발명은 운전자의 위치를 파악하여 운전자가 자주 주행하는 도로에 대한 정보를 수집할 수 있다.The smart helmet proposed by the present invention has a built-in biometric sensor and a gyro sensor, and analyzes the biometric information of the driver collected from the biometric sensor. Smart helmets can provide information about driving roads that exceed the driver's biometric capability, thereby preventing the driver from using the roads and thus preventing accidents. In addition, it provides bicyclists with information on areas of high risk of accidents, such as areas with abnormal road conditions and situations, and areas of high accidents. Information on the area of high risk of accidents provided is linked to the user terminal to be displayed on the map to prevent the bicycle driver from entering the area. In addition, the present invention can determine the location of the driver to collect information on the road that the driver frequently drives.
도 1에 의하면, 스마트 헬멧은 생체센서, 자이로센서, LED 발광부, 음성 출력부, 전원부, 메모리부, 발광 리셋부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 헬멧에 포함될 수 있다.According to FIG. 1, the smart helmet includes a biometric sensor, a gyro sensor, an LED light emitting unit, a voice output unit, a power supply unit, a memory unit, and a light emission reset unit. Of course, in addition to the above-described configuration may be included in the helmet proposed in the present invention.
생체센서(110)는 스마트 헬멧(100)에 장착되며, 운전자의 생체 정보를 측정한다. 생체센서(110)는 맥파(PPG) 데이터 또는 뇌파(EEG) 데이터 등 필요한 데이터를 수집한다. 생체센서(110)는 스마트 헬멧의 내측에 위치하며, 상술한 바와 같이 맥파 데이터와 뇌파 데이터를 포함한 다양한 생체 데이터를 수집한다.The
자이로센서(120)는 위치 정보와 가속도 정보를 수집하며, 스마트 헬멧(100)이 임의 방향으로 기울어질 때 각운동을 감지하여 회전 검출신호를 출력한다. 자이로센서(120)는 움직임 발생 시 전원 공급이 시작되어 회전 검출신호를 출력한다. 자이로센서(120)는 운전자의 머리가 기준 변화값에 대응되도록 기울어질 때 각운동을 감지하여, 두부 기울기에 대응하는 수평축 변환값과 수직축 변환값의 전류값을 출력한다.The
전원부(130)는 자이로센서(120)로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값에 대응하는 전류값에 따라 LED 발광부(140)에 선별적으로 전원을 공급한다. 전원부(130)는 LED 발광부(140)에 전원 공급 또는 차단을 하기 위해 자이로센서(120)의 각 운동값에 따라 변환된 전류값을 수신한다.The
메모리부(150)는 자이로센서(120)로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값을 저장한다. 메모리부(150)는 발광 리셋부(160)의 작동 시 종전 운전자의 설정정보를 지우고, 새로운 운전자의 동작신호에 따른 수평축 변환값과 수직축 변환값을 저장한다.The
발광 리셋부(160)는 메모리부(150)에 저장된 수평축 변환값과 수직축 변환값을 다른 운전자에 맞게 재설정한다. 발광 리셋부(160)는 LED 발광부(140) 일 측에 각각 마련된다. 즉, 발광 리셋부(160)는 LED 발광부(140)와 같은 부위인 상부 외피의 외주부 좌측면부과 우측면부, 후면부에 각각 마련되거나, 각각에 위치한 LED 발광부(140)와 연결되어 3개 버튼으로 이루어져 상부 외피의 임의의 한 지점에 마련될 수 있으나, 이것이 발광 리셋부(160) 위치를 한정하는 것은 아니다.The light
위와 같이 본 발명에 따른 자이로센서(120)와 발광체 리셋부(160)는 수신호 대신 다른 운전자에 신호 알리는 발광체 동작 범위를 각각의 운전자에 맞게 최적화하여 사용할 수 있는 이점이 있다.As described above, the
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 헬멧이 포함된 생체 정보 모니터링 시스템을 도시하고 있다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 헬멧이 포함된 생체 정보 모니터링 시스템에 대해 상세하게 알아보기로 한다.2 illustrates a biometric information monitoring system including a smart helmet according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a biometric information monitoring system including a smart helmet according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
도 2에 의하면, 생체 정보 모니터링 시스템은 스마트 헬멧, 사용자 단말 및 외부 서버로 구성된다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 생체 정보 모니터링 시스템에 포함될 수 있다.According to Figure 2, the biometric information monitoring system is composed of a smart helmet, a user terminal and an external server. Of course, other configuration in addition to the above-described configuration may be included in the biometric information monitoring system proposed by the present invention.
스마트 헬멧(100)을 상술한 바와 같이 생체센서와 자이로센서가 내장되며, 생체센서를 이용하여 운전자의 생체정보를 수집한다. 자이로센서는 사용자의 실시간 위치정보를 수집하여, 특히 운전자의 회전 여부나 속도, 가속도 등 다양한 위치정보를 수집한다.As described above, the
스마트 헬멧(100)에서 수집된 생체정보와 위치정보는 사용자 단말(200)로 제공된다. 스마트 헬멧(100)은 일정 시간간격 또는 설정된 시간간격으로 수집한 생체정보와 위치정보를 사용자 단말(200)로 제공한다. 이외에도 스마트 헬멧(100)은 수집한 생체정보와 위치정보가 설정된 범위를 초과하는 경우에는 실시간으로 사용자 단말(200)로 제공한다.The biometric information and location information collected by the
사용자 단말(200)은 서버로부터 다운로드받은 어플리케이션이 설치되며, 설치된 어플리케이션은 스마트 헬멧(100)으로부터 제공받은 생체정보와 위치정보를 분석한다. 이를 위해 사용자 단말(200)은 스마트 헬멧(100)으로부터 일정 시간 간격 또는 실시간으로 생체정보 및 위치정보를 제공받는다. 물론 사용자 단말(200)은 어플리케이션을 설치하는 대신 별도의 분석 프로그램을 설치할 수 있다.The
사용자 단말(200)은 어플리케이션을 통해 생체정보 및 위치정보를 분석한 분석 결과를 표시하거나, 외부 서버(300)로 제공할 수 있다. 사용자 단말(200)은 위치정보를 이용하여 스마트 헬멧(100)의 실시간 위치를 확인하며, 회전이 인식되는 경우에는 해당 방향에 위치한 LED 발광부를 발광하도록 스마트 헬멧에 요청한다. 부연하여 설명하면 스마트 헬멧(100)이 좌측 방향으로 회전하는 것으로 인식되면, 상대적으로 좌측에 위치한 LED 발광부를 발광하도록 지시하며, 우측으로 회전하는 것으로 인식되면, 상대적으로 우측에 위치한 LED 발광부를 발광하도록 지시한다. 이를 위해 스마트 헬멧(100)은 적어도 2개의 LED 발광부를 형성한다.The
사용자 단말(200)은 스마트 헬멧(100)으로부터 제공받은 생체정보를 직접 분석하는 대신 외부 서버(300)로 제공할 수 있다. 물론 상술한 바와 같이 사용자 단말(200)은 스마트 헬멧(100)으로부터 제공받은 생체정보를 직접 분석할 수 있다.The
사용자 단말(200)은 표시부를 포함하며, 현재 도로 정보를 표시한다. 사용자 단말은 지도 데이터를 미리 다운로드받아 저장하며, 현재 주행 중인 위치 정보를 지도에 표시한다. 사용자 단말(200)은 분석한 사용자의 생체 정보를 표시부에 표시한다. 본 발명과 관련하여 사용자 단말(200)은 사용자의 생체 정보를 기반으로 최적의 주행 코스에 대한 정보를 표시한다. 즉, 사용자의 생체 신호가 상대적으로 우수한 경우에는 상대적으로 힘든 코스를 제안하며, 사용자의 생체 신호가 상대적으로 우수하지 않은 경우에는 상대적으로 편안한 코스를 제안한다. 상대적으로 힘든 코스는 주로 오르막길로 구성된 코스이며, 상대적으로 편안한 코스는 평지 또는 내리막길로 구성된 코스이다. 이와 같이 본 발명은 운전자의 생체 정보를 기반으로 주행 코스를 제안한다.The
이외에도 본 발명의 사용자 단말(200)은 생체 정보를 분석하여 집중력 저하상태인 경우에는 이를 통보한다. 물론 스마트 헬멧(100)은 상술한 정보를 사용자 단말로부터 제공받아 출력할 수 있다.In addition, the
외부 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 제공받은 정보를 저장 및 분석한다. 외부 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 생체 정보 및 위치 정보를 제공받는다. 또는 외부 서버(300)는 사용자 단말(200)이 일차 분석한 생체 정보 및 위치 정보를 사용자 단말(200)로부터 제공받는다.The
외부 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 제공받은 생체 정보 및 위치 정보를 분석하며, 분석된 결과를 사용자 단말(200)로 제공한다. 외부 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 제공받은 생체 정보를 분석하여 사용자의 생체 상태를 분석한다. 외부 서버(300)는 분석한 사용자의 생체 상태에 따라 사용자에게 최적화된 주행 경로 정보를 제공한다. 상술한 바와 같이 사용자의 생체 상태가 상대적으로 우수하면 상대적으로 난이도가 높은 주행 경로를 제공하며, 사용자의 생체 상태가 상대적으로 낮으면 상대적으로 난이도가 낮은 주행 경로를 제공한다. 이와 같이 본 발명은 사용자의 생체 상태에 따라 난이도가 다른 주행 경로를 제공한다. The
외부 서버(300)는 제공받은 위치 정보를 분석하여 현재 주행 중인 주행 경로에 대한 혼잡도를 측정한다. 부연하여 설명하면, 일정 시간 간격으로 제공받은 위치 정보에 대한 변화량이 상대적으로 작은 경우에도 주행 경로에 대한 혼잡도가 높은 것으로 판단하며, 제공받은 위치 정보에 대한 변화량이 상대적으로 큰 경우에는 주행 경로에 대한 혼잡도가 낮은 것으로 판단한다.The
외부 서버(300)는 다수의 사용자 단말(200)로부터 제공받은 위치 정보를 기반으로 주행 경로에 대한 혼잡도를 분석하며, 판단된 혼잡도를 기반으로 경로별 혼잡도를 분석한다. 외부 서버(300)는 사용자 단말(200)로 지도 데이터를 제공하며, 주행 경로에 대한 혼잡도 및 사고 정보를 제공한다. 이와 같이 본 발명에서 제안하는 사용자 단말(200)은 타 사용자 단말이 제공한 위치 정보를 기반으로 분석한 주행 경로별 혼잡도에 대한 주행하고자 하는 경로에 대한 혼잡도를 미리 알 수 있게 된다.The
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 사용자 단말에 표시되는 지도 데이터를 도시하고 있다. 도 3에 의하면, 지도 데이터 주행 경로별 혼잡도를 도시하고 있다.3 illustrates map data displayed on a user terminal according to an exemplary embodiment. According to FIG. 3, the degree of congestion by map data travel route is shown.
이외에도 스마트 헬멧은 다수의 스마트 헬멧과 통신 연결될 수 있다. 일반적으로 다수의 사용자들이 동호회 활동 시 스마트 헬멧을 착용할 수 있다. 또한, 자이로센서를 이용하여 스마트 헬멧을 착용한 사용자의 사고 여부를 판단할 수 있다. 즉, 스마트 헬멧의 위치가 설정된 시간 이내에 설정된 높이에서 지면으로부터 설정된 거리 이내로 접근(인접)하게 되면, 스마트 헬멧은 사용자가 넘어진 것으로 판단한다. 자이로센서를 이용하여 스마트 헬멧의 사용자에게서 사고가 발생한 것으로 판단되면, 스마트 헬멧의 통신모듈은 이에 대한 정보를 주변으로 전송한다. 주변의 스마트 헬멧의 통신모듈로부터 사고 정보를 수신한 인접 스마트 헬멧 역시 이에 대한 정보를 주변으로 전송하여 사고가 발생한 것을 전파한다. 하지만, 이와 같은 동작을 무한 반복할 경우, 사고가 발생한 사고가 발생한 스마트 헬멧의 위치로부터 멀리 떨어진 스마트 헬멧 역시 상술한 동작을 수행하게 된다. 이런 경우 해당 스마트 헬멧은 불필요하게 상술한 동작을 수행하게 된다. 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 사고 정보는 이전에 수신한 스마트 헬멧의 고유 정보뿐만 아니라 자신의 고유 정보를 포함한다. 스마트 헬멧을 구성하는 제어모듈은 사고 정보에 포함된 스마트 헬멧의 고유 정보가 설정된 개수 이하이면, 자신의 고유 정보가 포함된 사고 정보를 송신한다. 하지만, 제어모듈은 사고 정보에 포함된 스마트 헬멧의 고유 정보가 설정된 개수 이상이면, 사고 정보를 송신하지 않는다. 이와 같이 함으로써 사고 정보는 사고 지점으로부터 설정된 반경 이내에 위치한 스마트 헬멧으로만 재전송되는 효과가 있다.In addition, the smart helmet may be communicatively connected with a plurality of smart helmets. In general, a large number of users may wear a smart helmet during club activities. In addition, the gyro sensor may be used to determine whether an accident of a user wearing a smart helmet. That is, when the position of the smart helmet approaches (adjacent) within the set distance from the ground at the set height within the set time, the smart helmet determines that the user has fallen. If it is determined that an accident has occurred in the user of the smart helmet using the gyro sensor, the communication module of the smart helmet transmits the information about it to the surroundings. The adjacent smart helmet that receives the accident information from the communication module of the surrounding smart helmet also transmits the information about it and propagates that the accident has occurred. However, if such an operation is repeated indefinitely, the smart helmet far from the position of the smart helmet in which the accident occurred has also performed the above-described operation. In this case, the smart helmet performs the above-mentioned operation unnecessarily. According to the present invention, in order to solve the above problem, the accident information includes not only the unique information of the previously received smart helmet but also its own information. The control module constituting the smart helmet transmits the accident information including its own information when the unique information of the smart helmet included in the accident information is less than or equal to the set number. However, the control module does not transmit the accident information if the unique information of the smart helmet included in the accident information is more than the set number. In this way, the accident information is retransmitted only to the smart helmet located within a predetermined radius from the accident point.
이외에도 본 발명은 스마트 헬멧에 설정된 수치 이상의 충격이 가해진 상태에서 설정된 시간 이내에 스마트 헬멧의 높이가 설정된 높이 이상으로 이동하지 않으면 설정된 사용자 단말로 구급 메시지를 전송한다. 부연하여 설명하면, 스마트 헬멧에 설정된 수지 이상의 충격이 가해진 상태에서 설정된 시간 이내에 스마트 헬멧의 높이가 설정된 높이 이상으로 이동하게 되면, 스마트 헬멧 사용자는 스마트 헬멧에 가해진 충격을 극복한 것으로 판단한다. 하지만 스마트 헬멧에 설정된 수지 이상의 충격이 가해진 상태에서 설정된 시간 이내에 스마트 헬멧의 높이가 설정된 높이 이상으로 이동하지 않으면, 스마트 헬멧 사용자는 스마트 헬멧에 가해진 충격을 극복하지 못한 상태라 판단하며, 따라서 설정된 사용자 단말로 구급 메시지를 전송한다.In addition, the present invention transmits an emergency message to the set user terminal when the height of the smart helmet does not move above the set height within a set time in a state in which an impact greater than the set value is applied to the smart helmet. In detail, when the height of the smart helmet moves above the set height within a set time in a state in which an impact of the resin set on the smart helmet is applied, the smart helmet user determines that the shock applied to the smart helmet has been overcome. However, if the height of the smart helmet does not move above the set height within the set time in the state that the impact of the resin set on the smart helmet is greater than the set height, the smart helmet user is determined to not overcome the impact on the smart helmet, and thus the set user terminal Send an emergency message to.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 자이로센서를 이용한 운전자의 운동량 및 운행상태를 도시하고 있다.4 is a diagram illustrating an exercise amount and a driving state of a driver using a gyro sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
1. 자전거를 운전할 때 힐클라임(hill climb)이나 스프린트 도중에 자전거 위에서 선호하는 자세를 자이로센서의 데이터 값으로 인식한다. 즉, 자이로센서는 머리의 위치에 따라 3축 가속도 값의 변화를 이용하여 운동량을 측정한다. 이러한 자세 변경에 대한 데이터를 분석하여 라이딩 도중 힐클라임 자세를 얼마나 유지하였으며, 이 때 자세의 유지하는 상태를 분석하여 GPS 변화량에 대한 운동량을 정확하게 도출할 수 있다.1. While driving a bike, recognize the preferred position on the bike during the hill climb or sprint as the data value of the gyro sensor. That is, the gyro sensor measures the amount of exercise using the change of the 3-axis acceleration value according to the position of the head. By analyzing the data on the posture change, how long the hill climb posture was maintained during the riding, at this time, by analyzing the state of maintaining the posture, it is possible to accurately derive the exercise amount for the GPS change amount.
부연하여 설명하면, 해당 도로를 주행하는 운전자의 머리 높이와 사용자의 머리 높이를 비교한다. 해당 도로를 주행하는 운전자의 머리 높이와 사용자의 머리 높이의 차이가 설정된 범위 이내이면 사용자는 자전거에 앉은 상태로 라이딩하는 것으로 판단하며, 설정된 범위를 초과하면 사용자는 일어선 상태로 라이딩하는 것으로 판단한다. 이 경우, 사용자 단말 또는 서버는 자전거에 앉아서 라이딩하는 것에 비해 가중치를 부여하여 운동량을 산출한다. 즉, 자전거에 앉아서 라이딩하는 경우의 운동량을 100이라고 하면, 자전거에서 일어선 상태로 라이딩하는 경우의 운동량을 120으로 판단한다.In detail, the head height of the driver driving the corresponding road is compared with the head height of the user. If the difference between the head height of the driver driving the road and the user's head height is within the set range, the user is determined to ride while sitting on the bicycle, and if it exceeds the set range, the user is determined to ride in the standing state. . In this case, the user terminal or the server calculates the amount of exercise by assigning a weight to that of riding on a bicycle. That is, if the amount of exercise when riding on a bicycle is 100, the amount of exercise when riding on a bicycle is determined to be 120.
2. 또한, 자전거 운행 중 집중력 저하 및 과도한 피로로 인하여 전방 주시를 무의식적으로 못하는 경우에 대하여 자이로센서이 가속도 값과 위치값의 변화를 인식한다. 인식하는 방법은 헬멧을 착용하여 올바른 자세를 취했을 때의 데이터를 저장하여 각각의 사용자의 저장된 데이터값과의 변화량을 인식하여 부저를 통해 알람을 제공한다.2. In addition, the gyro sensor recognizes the change of acceleration value and position value in case of unconsciousness of forward attention due to deterioration of concentration and excessive fatigue while driving. The recognition method stores data when a correct posture is worn by wearing a helmet, recognizes a change amount with each stored data value, and provides an alarm through a buzzer.
사용자의 피로도가 높은 경우, 사용자는 머리를 들고 자전거를 라이딩하는 것이 아니라 머리를 숙인 상태로 라이딩하는 것이 일반적이다. 따라서 자이로센서를 이용하여 헬멧의 각도를 측정하며, 측정된 헬멧의 각도가 설정된 범위 이내이면 사용자의 상태가 정상인 것으로 판단하며, 측정된 헬멧의 각도가 설정된 범위를 초과하면 사용자의 상태가 비정상인 것으로 판단하며 경고음을 전송하거나, 상술한 바와 같이 인접한 타 스마트 헬멧을 착용하고 있는 사용자에게 경고 메시지를 송출한다.When the fatigue of the user is high, it is common for the user to ride his head down rather than to ride the bicycle with his head raised. Therefore, the angle of the helmet is measured using a gyro sensor. If the measured angle of the helmet is within the set range, it is determined that the user's state is normal. If the measured angle of the helmet exceeds the set range, the user's state is abnormal. As determined above, a warning sound is transmitted or a warning message is sent to a user who is wearing another smart helmet as described above.
3. 이외에도 본 발명은 스마트 헬멧의 좌우 변화폭을 인식하여 좌측과 우측에 페달 스트로크 비대칭을 확인할 수 있다. 좌우측 비대칭이 주는 문제는 조기에 피로를 느끼게 되거나, 좌회전 또는 우회전 시 낙차의 위험이 크게 증가할 수 있다. 즉, 이러한 불균형을 초기에 인지함으로써 사고를 줄일 수 있다. 일반적으로 사용자의 피로도가 증가하면, 좌측 페달과 우측 페달에 가해지는 스트로크가 달라지게 된다. 이는 스마트 헬멧에 장착된 자이로센서를 이용하여 좌측 페달과 우측 페달에 가해지는 스트로크를 측정할 수 있다. 부연하여 설명하면 스마트 헬멧의 주행 방향을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이동하는 거리의 차이가 설정치 이상이면 좌측 페달에 가해지는 스트로크와 우측 페달에 가해지는 스트로크의 차이가 설정치를 초과한 것으로 판단한다.3. In addition to the present invention it is possible to check the left and right pedal width asymmetry by recognizing the width of the left and right of the smart helmet. Problems with left and right asymmetry can lead to premature fatigue, or greatly increase the risk of falling when turning left or right. In other words, accidents can be reduced by recognizing these imbalances early. In general, as the fatigue of the user increases, the strokes applied to the left and right pedals are changed. This can measure the stroke applied to the left pedal and the right pedal using a gyro sensor mounted on the smart helmet. In detail, if the difference in the distance moving to the left or right based on the driving direction of the smart helmet is more than the set value, it is determined that the difference between the stroke applied to the left pedal and the stroke applied to the right pedal exceeds the set value.
좌측 페달에 가해지는 스트로크와 우측 페달에 가해지는 스트로크의 차이가 설정된 범위를 초과하면 사용자의 상태가 비정상인 것으로 판단하며 경고음을 전송하거나, 상술한 바와 같이 인접한 타 스마트 헬멧을 착용하고 있는 사용자에게 경고 메시지를 송출한다.If the difference between the stroke applied to the left pedal and the stroke applied to the right pedal exceeds the set range, the user's condition is judged to be abnormal and a warning sound is sent, or a warning is given to a user wearing another smart helmet as described above. Send a message.
이와 같이 본 발명은 스마트 헬멧에 장착된 자이로센서로부터 측정된 데이터를 이용하여 운전자의 상태를 판단하며, 운전자의 상태가 비정상이라고 판단되는 경우에는 경고음을 송출하거나 인접 운전자에게 경고 메시지를 송출한다. As described above, the present invention determines the driver's state by using the data measured from the gyro sensor mounted on the smart helmet, and when it is determined that the driver's state is abnormal, it transmits a warning sound or a warning message to the adjacent driver.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. .
100: 스마트 헬멧 110: 생체센서
120: 자이로센서 130: 전원부
140: LED 발광부 150: 메모리부
160: 발광 리셋부 200: 사용자 단말
300: 외부 서버100: smart helmet 110: biometric sensor
120: gyro sensor 130: power supply
140: LED light emitting unit 150: memory unit
160: light emission reset unit 200: the user terminal
300: external server
Claims (5)
위치 정보 및 가속도 정보를 수집하며, 스마트 헬멧이 임의 방향으로 기울어질 때 각운동을 감지하여 회전 검출 신호를 출력하는 자이로센서;
상기 자이로센서로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값에 대응하는 전류값에 따라 발광체에 전원을 공급하는 전원부;
상기 자이로센서로부터 출력된 수평축 변환값과 수직축 변환값을 저장하는 메모리부; 및
상기 메모리부에 저장된 상기 수평축 변환값과 수직축 변환값을 다른 운전자에 맞게 리셋하기 위하여 상부 외피의 외주부에 마련된 발광체 리셋부를 포함하며,
상기 자이로센서로부터 상기 스마트 헬멧의 위치 정보를 획득하며, 획득한 상기 위치 정보에 의해 설정된 시간 이내에 상기 스마트 헬멧이 설정된 높이에서 지면으로부터 설정된 거리 이내로 이동한 것으로 판단되면, 상기 스마트 헬멧의 고유 정보를 포함하는 사고 정보를 생성하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈에서 생성한 사고 정보를 전송하며, 타 스마트 헬멧의 통신모듈이 전송한 사고 정보를 수신하는 통신모듈을 포함하며,
상기 제어 모듈은,
상기 타 스마트 헬멧의 통신모듈로부터 수신된 사고 정보에 포함된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수를 산출하며,
산출된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수가 설정된 개수 이하이면, 수신된 고유 정보에 자신의 고유 정보를 추가한 사고 정보를 생성하고, 생성한 사고 정보를 상기 통신모듈을 통해 외부로 송신하도록 요청하며,
산출된 스마트 헬멧의 고유 정보의 개수가 설정된 개수 이상이면, 수신된 고유 정보를 폐기하여 상기 사고 정보가 설정된 반경 이내로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 생체센서와 자이로센서가 내장된 스마트 헬멧.
A biosensor located inside the smart helmet and collecting biometric information including pulse wave data and brain wave data;
A gyro sensor that collects position information and acceleration information and detects an angular motion when the smart helmet is inclined in an arbitrary direction and outputs a rotation detection signal;
A power supply unit supplying power to the light emitter according to a current value corresponding to a horizontal axis conversion value and a vertical axis conversion value output from the gyro sensor;
A memory unit configured to store a horizontal axis converted value and a vertical axis converted value output from the gyro sensor; And
And a light emitting unit reset unit provided at an outer circumference of an upper shell to reset the horizontal axis conversion value and the vertical axis conversion value stored in the memory unit according to another driver.
Acquiring position information of the smart helmet from the gyro sensor, and if it is determined that the smart helmet has moved within a set distance from the ground at a set height within a time set by the obtained position information, the smart helmet includes unique information of the smart helmet. A control module for generating accident information;
The communication module transmits the accident information generated by the control module, and receives the accident information transmitted by the communication module of the other smart helmet,
The control module,
Calculating the number of unique information of the smart helmet included in the accident information received from the communication module of the other smart helmet,
If the calculated number of unique information of the smart helmet is less than or equal to the set number, generates accident information to add its own unique information to the received unique information, and requests to transmit the generated accident information to the outside through the communication module,
If the calculated number of unique information of the smart helmet is greater than or equal to the set number, the smart helmet with a built-in biometric sensor and gyro sensor, characterized in that for discarding the received unique information to transmit the accident information within a set radius.
상기 스마트 헬멧으로부터 생체 정보, 위치 정보 및 가속도 정보를 제공받는 사용자 단말;
지도 데이터를 저장하며, 상기 사용자 단말로부터 상기 생체 정보, 위치 정보 및 가속도 정보를 제공받으며, 분석한 생체 정보에 따라 상기 사용자 단말로 경로 정보를 제공하는 외부 서버를 포함함을 특징으로 하는 스마트 헬멧을 포함하는 생체 정보 모니터링 시스템.
Including the smart helmet of claim 1,
A user terminal receiving biometric information, location information, and acceleration information from the smart helmet;
And an external server configured to store map data, receive biometric information, location information, and acceleration information from the user terminal, and provide route information to the user terminal according to the analyzed biometric information. Biometric information monitoring system comprising.
생체 신호가 상대적으로 우수한 경우에는 제1 코스를 제안하며, 상기 생체 신호가 상대적으로 우수하지 않은 경우에는 제2 코스를 제안하며,
상기 제1 코스는 평지 또는 내리막길이며, 상기 제2 코스는 오르막길임을 특징으로 하는 스마트 헬멧을 포함하는 생체 정보 모니터링 시스템.
The method of claim 2, wherein the external server,
If the biosignal is relatively good, the first course is proposed. If the biosignal is relatively good, the second course is proposed.
The first course is a flat or downhill road, the second course is a biometric information monitoring system comprising a smart helmet, characterized in that the uphill road.
상기 자이로센서가 수집한 위치 정보와 가속도 정보를 기반으로,
운전자가 자전거에서 일어선 상태인지 앉은 상태인지 판단하며, 상기 자전거에서 일어선 상태이면, 상기 자전거에 앉은 상태에 비해 가중치를 부과하여 운동량을 산출하며,
상기 스마트 헬멧이 전방을 기준으로 숙여진 각도가 설정된 각도 이상이면 외부로 경고음을 송출하며,
상기 스마트 헬멧이 주행 방향을 기준으로 좌측 또는 우측으로 이동하는 거리의 차이가 설정치 이상이면 외부로 경고음을 송출함을 특징으로 하는 스마트 헬멧을 포함하는 생체 정보 모니터링 시스템.
The method of claim 2, wherein the external server,
Based on the position information and acceleration information collected by the gyro sensor,
The driver determines whether the driver stands up or sits on the bicycle. If the driver stands up on the bicycle, the driver calculates the amount of exercise by applying weight to the sitting state of the bicycle.
The smart helmet sends a warning sound to the outside when the angle of bowing relative to the front is greater than the set angle,
Biometric information monitoring system comprising a smart helmet, characterized in that for transmitting the warning sound to the outside when the difference in the distance that the smart helmet moves to the left or right with respect to the driving direction is more than the set value.
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KR1020180055948A KR102045378B1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Smart helmet mounted bio-sensor and gyro sensor |
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GRNT | Written decision to grant |