KR102166902B1 - 스티어링 바의 그립부에 햅틱 신호를 전달하는 장치 및 이러한 장치를 포함하는 운송 수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 바에 장착되는 햅틱 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 햅틱 장치로서, 복수 개의 진동 모듈을 포함하는 진동 매트릭스와, 센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 진동 매트릭스에 대한 제어 신호를 발생시키는 제어 수단을 포함한다.

Description

스티어링 바의 그립부에 햅틱 신호를 전달하는 장치 및 이러한 장치를 포함하는 운송 수단{DEVICE FOR DELIVERING HAPTIC SIGNAL TO GRIP PARTS OF STEERING BAR AND TRANSPORTATION MEANS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 스티어링 바의 그립부에 햅틱 신호를 전달하는 장치 및 이러한 장치를 포함하는 운송 수단에 관한 것이다.

스티어링 바는 자전거, 오토바이 등 다양한 운송 수단에 장착되는 휠의 조향 수단이다. 스티어링 바는 주로 탑승자가 캐빈에 의해 보호되지 않는 노출형 운송 수단에 적용된다. 최근 스티어링 바에 의하여 조향을 수행하는 전동 스쿠터, 전동 자전거 등의 새로운 소형 모빌리티 기기들이 널리 보급되었으나, 탑승자가 노출된 환경에서 적극적으로 안전을 확보하기 위한 수단은 제대로 갖춰지지 않은 실정이다. 운송 수단의 공유 사업이 전 세계적으로 진행되고 있는 현 시점에서, 탑승자 노출형 운송 수단의 안전 확보는 큰 이슈이다. 탑승자 노출형 운송 수단에 전통적으로 적용되어 왔던 안전 확보 수단은 탑승자에게 헬멧을 착용하도록 하는 것, 각종 안전 램프의 적용으로 어두운 밤에 주변 차량이나 사람들에게 눈에 잘 띄도록 하는 것, 사이드 미러를 설치하는 것 등이었으나, 이러한 수단들은 스티어링 바에 의하여 조향되는 운송 수단의 충돌을 사전에 방지하는 기능을 만족할 만한 수준으로 수행하지 못하였다.

햅틱은 힘, 진동 및 모션과 같은 햅틱 피드백 효과를 사용자에게 적용하는 피드백 기술이다. 모바일 디바이스, 터치 스크린 디바이스 및 개인용 컴퓨터와 같은 디바이스들이 햅틱 효과를 생성하도록 구성되고 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 햅틱 효과를 생성할 수 있는 내장 하드웨어(예를 들어, 액츄에이터)에 대한 호출은 디바이스의 운영 체제 내에서 프로그래밍될 수 있다. 이러한 호출은 어떤 햅틱 효과를 재생할지를 특정한다. 예컨대, 사용자가 버튼, 터치 스크린, 손잡이, 조이스틱, 휠 또는 일부 다른 제어 장치를 사용하여 디바이스와 상호 작용할 때, 디바이스의 운영 체제는 제어 회로를 통해 내장 하드웨어에 재생 신호를 송신할 수 있다. 내장 하드웨어는 이후 적절한 햅틱 효과를 생성한다.

본 발명자(들)는 이제, 본 명세서를 통하여, 탑승자 노출형 운송 수단에 적용되었던 기존의 안전 확보 장치보다 사전 충돌 방지 성능이 훨씬 뛰어나며, 상술한 햅틱 기술을 적용한, 스티어링 바의 그립부에 햅틱 신호를 전달하는 장치 및 이러한 장치를 포함하는 운송 수단을 제안하는 바이다.

본 발명은 운송 수단에 장착된 센서들을 통하여 감지되는 주변 차량, 보행자 등의 위치와 속도에 관한 정보를 스티어링 바의 그립부에 장착된 햅틱 장치를 통하여 탑승자에게 효과적으로 전달하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 정보의 전달을 통하여 탑승자 노출형 운송 수단의 충돌을 사전에 방지하는 기능을 수행하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 스티어링 바에 장착되는 햅틱 장치로서, 복수 개의 진동 모듈을 포함하는 진동 매트릭스와, 센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 진동 매트릭스에 대한 제어 신호를 발생시키는 제어 수단을 포함한다.

상기 센서는 주변 물체의 접근 방향, 거리 및 속도를 감지하여 이에 관한 정보를 상기 제어 수단으로 전달한다.

상기 제어 수단은 상기 센서가 감지한 물체의 접근 방향에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈을 특정 방향으로 순차적으로 진동시키는 제어 신호를 발생시키고, 상기 센서가 감지한 물체의 거리에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈 중 진동되는 행 또는 열의 개수를 변경시키는 제어 신호를 발생시키며, 상기 센서가 감지한 물체의 속도에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈의 순차적인 진동의 주기를 변경시키는 제어 신호를 발생시킨다.

이 외에도, 본 발명의 기술적 사상에 따라 다른 구성이 더 제공될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 운송 수단에 장착된 센서들을 통하여 감지되는 주변 차량, 보행자 등의 위치와 속도에 관한 정보를 스티어링 바의 그립부에 장착된 햅틱 장치를 통하여 탑승자에게 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 이러한 정보의 전달을 통하여 탑승자 노출형 운송 수단의 충돌을 사전에 방지하는 기능이 효과적으로 수행될 수 있다.

도 1은 탑승자 노출형 운송 수단인 전동 스쿠터에 일방향 센서가 설치된 모습을 도시하는 도면이다.
도 2는 탑승자 노출형 운송 수단인 전동 스쿠터에 전방향 센서가 설치된 모습을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치의 전체적인 모습을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 햅틱 장치를 도시하는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 명세서에서 "연결"이란 용어는 기계적인 또는 다른 종류의 구성요소 간의 직접적이거나 간접적인(즉, 별개의 구성요소를 개입시킨) 연결을 총칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, 두 개의 회전 구성요소 간의 연결은 해당 기어 구조 등의 맞물림에 의한 직접적인 연결일 수도 있지만, 케이블이나 그루브와 같은 별개의 구성요소의 개입에 따른 간접적인 연결일 수도 있다.

도 1은 탑승자 노출형 운송 수단인 전동 스쿠터(10)에 일방향 센서(11, 12, 13)가 설치된 모습을 도시하는 도면이다. 도 2는 탑승자 노출형 운송 수단인 전동 스쿠터에 전방향 센서(14)가 설치된 모습을 도시하는 도면이다.

본 발명에 따른 스티어링 바(15)의 그립부에 햅틱 신호를 전달하는 장치는 운송 수단 주변 물체의 위치, 거리 및 속도를 측정한 결과에 따라 작동되므로, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 일방향 센서(11, 12, 13) 또는 도 2에 도시된 바와 같은 전방향 센서(14)가 운송 수단에 장착되어 있어야 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일방향 센서(11, 12, 13)는 스티어링 바(15)의 좌우측과 후륜 휠의 상부측에 장착될 수 있으며, 스티어링 바(15)에 장착된 일방향 센서(11, 12)는 운송 수단의 좌우측에 존재하는 물체의 거리와 속도를 측정하고, 후륜 휠의 상부측에 장착된 일방향 센서(13)는 운송 수단의 후방에 존재하는 물체의 거리와 속도를 측정한다. 운송 수단의 좌측 방향 센서(11)가 물체를 감지하는 경우 좌측 방향으로부터의 물체의 접근이 감지되고, 운송 수단의 우측 방향 센서(12)가 물체를 감지하는 경우 우측 방향으로부터의 물체의 접근이 감지되며, 운송 수단의 후방 센서(13)가 물체를 감지하는 경우 후방으로부터의 물체의 접근이 감지될 수 있고, 그 결과가 햅틱 장치의 제어 수단(도시 생략)으로 전송될 수 있다. 운송 수단의 좌우측 및 후방에 존재하는 물체의 거리와 속도를 측정할 수 있는 한, 일방향 센서(11, 12, 13)가 운송 수단 내에 장착되는 위치는 도 1에 도시된 위치로 제한되지 않는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전방향 센서(14)는 운송 수단 후방에 설치될 수 있다. 이러한 전방향 센서(14)는 탑승자가 센서를 방해하지 않는 측방 및 후방에서 주변 물체의 위치, 거리 및 속도를 감지한다. 이와 같은 전방향 센서(14)의 설치 높이는 조절 가능한 것이 바람직하며, 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 전동 스쿠터(10)의 경우 발판의 높이를 조절함으로써 발판 상에 장착된 전방향 센서(14)의 설치 높이가 조절될 수 있다. 운송 수단이 오토바이이고, 전방향 센서(14)가 오토바이의 좌석에 설치되는 경우, 좌석의 높이를 조절함으로써 전방향 센서(14)의 설치 높이가 조절될 수 있다. 전방향 센서(14)는 물체의 접근 방향, 물체의 거리 및 접근 속도를 감지하여 그 결과를 햅틱 장치의 제어 수단(도시 생략)으로 전송할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치의 전체적인 모습을 도시하는 도면이다.

도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치는 진동 매트릭스(20)로 구현될 수 있다. 진동 매트릭스는 N x M 개의 진동 모듈로 구성될 수 있다. 도 3의 좌측 그림은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치인 진동 매트릭스(20)가 스티어링 바(15)에 장착된 모습을 측면에서 본 모습을 도시한다. 스티어링 바(15)와 진동 매트릭스(20) 사이의 연결은 다양한 공지의 체결 수단을 통하여 구현될 수 있다. 이미 판매된 노출형 이동 수단의 스티어링 바 상에 애프터 마켓을 통하여 공급된 진동 매트릭스(20)가 체결되는 상황을 상정하면, 스티어링 바(15) 상에 진동 매트릭스(20)의 장착을 위한 브라켓(도시 생략)이 먼저 체결 내지 고정되고, 이러한 브라켓 상에 진동 매트릭스(20)가 볼트 결합되는 체결 형태가 바람직할 수 있다. 도 3의 우측 그림은 스티어링 바(15)로부터 분리된 진동 매트릭스(20)를 위에서 본 모습을 도시한다. 진동 매트릭스(20)는 스티어링 바(15) 중에서 탑승자의 손이 위치하게 되는 그립 부분을 감싸는 형태로 장착되며, 탑승자의 손바닥에 접촉하여 진동을 전달하는 복수 개의 진동 모듈을 포함한다. 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠지만, 진동 매트릭스(20)는 각 위치의 복수 개의 진동 모듈을 순차적으로 진동시키고 그러한 진동의 세기, 주파수, 전파 방향, 전파 속도, 전파 파형 등을 변경할 수 있으며, 이로써 도 1 및 도 2에 도시된 센서로부터 전달되는, 주변 물체의 접근 방향, 거리, 속도 등에 관한 정보를 스티어링 바(15)를 파지한 탑승자에게 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에는 진동 매트릭스(20)가 3 x 3 형태로 총 9개의 진동 모듈을 포함하는 실시예가 도시된다. 도 4에는 진동 매트릭스(20)가 스티어링 바(15)의 좌측 그립과 우측 그립에 각각 제공된 상태가 개념적으로 도시되어 있으며, 화살표로 표시된 방향이 운송 수단의 전방이다. 도 4에 도시된 실시예에서 진동 모듈은 VM(Vibration Module)으로 표시되고, VM(1, 1), VM(1, 2), VM(1, 3), VM(2, 1), VM(2, 2), VM(2, 3), VM(3, 1), VM(3, 2) 및 VM(3, 3)의 총 9개 진동 모듈이 각각의 진동 매트릭스(20)에 제공된다. 여기서, VM(3, 3)의 진동 모듈이 스티어링 바(15)를 파지한 탑승자의 신체를 기준으로 가장 바깥쪽에 위치하며, VM(1, 1)의 진동 모듈이 가장 안쪽에 위치한다. 이러한 구성의 진동 매트릭스(20)는 각 진동 모듈이 진동하는 순서를 통해 거리가 가까워지는 물체의 접근 방향을 탑승자에게 촉각 신호로 전달할 수 있다. 몇 가지 예시적인 시나리오를 통하여 진동 매트릭스(20)가 탑승자에게 햅틱 신호를 전달하는 방식을 설명하기로 한다.

먼저, 시나리오 1로서 탑승자의 좌측 원거리에서 차량이 빠른 속도로 접근하는 경우이다. 이때, 좌측 그립에서는 VM(3, 2) -> VM(2, 2) -> VM(1, 2)의 순서로 진동이 전파되고, 우측 그립에서는 VM(1, 2) -> VM(2, 2) -> VM(3, 2)의 순서로 진동이 전파된다. 전파는 1초에 5회 이루어진다. 전체적인 진동 전달 패턴을 보았을 때, 좌측 그립에서는 3개의 행 중 중간 행의 진동 모듈이 우측으로부터 좌측을 향하여 순차적으로 진동한다. 우측 그립에서도 3개의 행 중 중간 행의 진동 모듈이 우측으로부터 좌측을 향하여 순차적으로 진동한다. 여기서, 진동하는 행의 위치 또는 진동하는 행의 수(반드시 매트릭스의 행으로만 한정되지는 않으며, 매트릭스의 열로서 구현될 수도 있음)는 접근하는 차량 등의 물체가 원거리에서부터 접근하는지 또는 근거리에서부터 접근하는지를 표시할 수 있다. 탑승자는 세 개의 행 중에서 가운데 행에서만 진동이 이루어지는 것을 감지함으로써 물체의 접근이 원거리에서부터 이루어지는 것을 감지할 수 있다. 또한, 진동의 순차적인 전파 방향은 차량 등의 물체가 접근하는 방향을 표시할 수 있다. 탑승자는 진동의 전파 방향이 우측으로부터 좌측으로 향하는 것을 감지함으로써 물체가 좌측으로부터 접근하는 것을 감지할 수 있다. 한편, 진동의 전파 속도는 차량 등의 물체가 접근하는 속도를 표시할 수 있다. 탑승자는 진동의 전파가 1초에 5회의 빠른 주기로 이루어지는 것을 감지함으로써 물체의 접근이 빠른 속도로 이루어진다는 것을 감지할 수 있다.

시나리오 2는 탑승자의 좌측 근거리에서 차량이 빠른 속도로 접근하는 경우이다. 이 경우는 시나리오 1과 대비하여 접근 방향과 접근 속도는 동일하나 원거리로부터의 접근이 아닌 근거리로부터의 접근이라는 점에서 차이가 있다. 근거리로부터의 접근은 원거리로부터의 접근과 대비하여 충돌 위험성이 크므로, 두 개의 행이 동시에 진동함으로써 탑승자에게 충돌 위험성을 인식시킬 수 있다. 본 시나리오에서는 3개의 행 중 첫 번째 행과 세 번째 행이 동시에 진동한다. 구체적으로, 좌측 그립에서는 VM(3, 1) -> VM(2, 1) -> VM(1, 1)의 순서로 진동이 전파되고, 동시에 VM(3, 3) -> VM(2, 3) -> VM(1, 3)의 순서로 진동이 전파된다. 우측 그립에서는 VM(1, 1) -> VM(2, 1) ->VM(3, 1)의 순서로 진동이 전파되고, 동시에 VM(1, 3) -> VM(2, 3) -> VM(3, 3)의 순서로 진동이 전파된다. 시나리오 1과 대비하여 접근 방향과 속도는 동일하므로, 진동의 전파 방향과 전파 속도(1초에 5회)는 동일하게 설정될 수 있다.

시나리오 3은 탑승자의 좌측 원거리에서 차량이 느린 속도로 접근하는 경우이다. 시나리오 1 및 2와 대비하였을 때, 접근하는 물체가 원거리에서부터 접근하는 것이 시나리오 1과 같고 시나리오 2와 다르다. 즉, 탑승자에게 인지시켜야 할 충돌 위험성이 상대적으로 낮으므로, 1개의 행만 진동을 수행하도록 하며, 시나리오 1과 같이 3개의 행 중에 가운데 행만 진동을 수행한다. 접근 방향은 동일하므로, 진동의 전파 방향은 시나리오 1 및 2와 동일하다. 즉, 좌측 그립에서는 VM(3, 2) -> VM(2, 2) -> VM(1, 2)의 순서로 진동이 전파되고, 우측 그립에서는 VM(1, 2) -> VM(2, 2) -> VM(3, 2)의 순서로 진동이 전파된다. 접근 속도는 상술한 바와 같이 진동의 전파 속도로 탑승자에게 표시되는데, 시나리오 1 및 2와 대비하여 접근 속도가 상대적으로 느리므로 1초에 3회(시나리오 1 및 2는 1초에 5회)의 전파 속도가 구현된다.

시나리오 4는 탑승자의 좌측 근거리에서 차량이 1 m 이내의 거리에 있고 접근 속도가 빠를 경우이다. 이 경우는 충돌 위험성이 최대치에 달한 경우이다. 이때, 우측 그립과 좌측 그립의 모든 진동 모듈에 진동이 전파되고, 전파는 1초에 10회 이루어진다.

시나리오 5는 탑승자의 후방 근거리에서 차량이 3 m 이내의 거리에 있고 접근 속도가 빠를 경우이다. 이 경우 역시 충돌 위험성이 최대치에 달한 경우로서, 우측 그립과 좌측 그립의 모든 진동 모듈에 진동이 전파되고, 전파는 1초에 10회 이루어진다.

상술한 실시예에서 다양한 시나리오 별로 진동 매트릭스(20)의 작동 방식을 예시적으로 설명하였으나, 동일한 상황에 있어서도 다른 형태의 진동 구현이 가능하다는 점이 이해되어야 한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 센서들로부터 감지되는 물체의 접근 방향, 거리 및 속도에 관한 정보는 상술한 제1 햅틱 장치의 제어 수단으로 전송되고, 이러한 제어 수단은 물체의 접근 양태가 사전 설정된 복수 개의 시나리오 중 어떤 것에 해당하는지를 판별하여 선택하고, 선택된 시나리오에 상응하는 진동 신호를 햅틱 장치(진동 매트릭스)에 전달하여 진동이 발생하도록 제어를 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 햅틱 장치를 도시하는 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하는 제2 햅틱 장치는 그립부 승강 장치(30)로 구현된다. 이러한 그립부 승강 장치(30)는 스티어링 바(15)의 일측에 회전축(31)을 중심으로 피벗 가능하게 장착된 그립부(32)와, 스티어링 바(15)에 연결 설치되고, 그립부(32)가 스티어링 바(15)로부터 피벗된 각도를 변경시키도록 그립부(17)의 대응면과 접촉하며 회전 운동하는 캠(33)을 포함한다.

이러한 구성을 갖는 제2 햅틱 장치의 동작을 몇 가지 예시적인 시나리오 별로 설명한다.

먼저, 시나리오 1은 탑승자의 15 m 후방에서 차량이 접근하는 경우이다. 여기서 설정된 15 m는 탑승자가 주의를 기울여야 하는 최대 범위로 설정된 값이며, 상황에 따라 변경될 수 있다. 일방향 후방 센서(13) 또는 전방향 센서(14)가 이 범위 안으로 들어온 물체를 감지하는 순간, 캠(33)의 작동이 개시된다. 캠(33)은 작동 개시 전 0도의 회전 각도(도 5의 상부 그림의 회전 상태)에서 회전을 개시하여 n 도(캠의 최대 회전 각도로서, 도 5의 하부 그림의 회전 상태)/3까지 회전하고, 이에 따라 그립부(32)가 상승한다.

시나리오 2는 탑승자의 후방 10 m 이내로 차량이 접근하는 경우이다. 이때, 캠(33)은 2n/3 도까지 회전하며, 그립부(32)는 이에 상응하는 높이까지 상승한다.

시나리오 3은 탑승자의 후방 5 m 이내로 차량이 접근하는 경우이다. 이 경우는 충돌 위험성이 최대로 상승하는 구간으로서, 캠(33)은 최대 회전 각도인 n 도까지 회전하며, 이에 따라 그립부(32)는 최대 상승 높이로 상승한다. 도 5의 하부 그림은 캠(33)이 최대 회전 각도까지 회전하고 그립부(32)가 최대 상승 높이로 상승한 상태를 나타내며, 이 경우 충돌 위험성이 최대인 상태를 탑승자에게 표시한다.

시나리오 4는 차량이 설정 범위에서 벗어난 경우이다. 이 경우에는 충돌 위험이 사라진 것으로 판단되어, 캠(33)은 역회전을 실시하여 애초의 회전 개시 전 상태로 복귀한다. 복귀 후에는 도 5의 상부 그림의 상태가 되며, 그립부(32)도 마찬가지로 완전히 하강한다.

위에서 시나리오 1 내지 4가 탑승자의 15 m 후방에서 차량이 접근하여 순차적으로 10 m 이내, 5 m 이내로 접근하였다가 설정 범위를 벗어난 것으로 기재되었으나, 시나리오 1, 즉 차량이 15 m의 범위에 들어오는 이벤트가 발생한 다음 바로 시나리오 4, 즉 차량이 설정 범위를 벗어나는 이벤트가 발생할 수도 있다. 마찬가지로, 끼어들기 등을 통해 후방에서 접근하는 차량이 시나리오 1을 건너뛰고 갑자기 10 m 이내의 범위에 들어오는 이벤트(시나리오 2)가 발생하였다가 차선 변경 등을 통하여 바로 설정 범위를 벗어나는 이벤트(시나리오 4)가 발생할 수도 있는 등, 상술한 시나리오는 반드시 순차적으로 발생하는 것이 아니며, 상호 간의 어떠한 조합으로도 발생할 수 있다.

상술한 바와 같이, 캠(33)의 회전에 의하여 그립부(32)의 승강 작동이 이루어지게 되면, 손바닥이 그립부(32)를 누르는 상태로 스티어링 바(15)를 감아 쥔 탑승자는 손바닥 상에 단계적인 압력의 변화를 느끼게 된다. 이로써 탑승자는 안전 운전을 위하여 전방을 주시한 상태에서 사이드 미러 등으로 시야를 뺏기지 않고도 주행 중인 운송 수단의 후방에서 발생하고 있는 교통 상황의 변화를 감지할 수 있다. 위의 시나리오에서 4단계의 압력 변화를 예시로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자가 단계적인 변화를 인지할 수 있는 한 얼마든지 보다 세밀한 단계로 압력을 변화시키는 것이 가능하고, 단계를 전혀 두지 않고 선형적 또는 지속적으로 캠(33)의 회전 및 이에 따른 그립부(32)의 승강 작동이 이루어지는 방식으로도 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 센서들로부터 감지되는 물체의 접근 방향, 거리 및 속도에 관한 정보는 상술한 제2 햅틱 장치의 제어 수단으로 전송되고, 이러한 제어 수단은 물체의 접근 정도에 따라 캠(33)을 회전시키는 모터(도시 생략)를 제어하여 캠(33)의 회전 각도 및 이에 따른 그립부(32)의 상승 정도를 제어할 수 있다. 이러한 제어 수단은 상술한 제1 햅틱 장치의 제어 수단과 함께 하나의 제어 장치로서 구현될 수 있으며, 센서들로부터의 감지 신호를 입력 받고 이를 저장 장치 내의 기설정된 데이터와 비교하여 제어 신호를 발생시킬 수 있는 것이면 공지의 그 어떤 수단으로서도 구현될 수 있다.

추가적으로, 도 5에 도시된 실시예에서 그립부 승강 장치(30)의 그립부(32)가 전술한 진동 매트릭스(20)로 구현되는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 진동 매트릭스(20)는 복수 개의 진동 모듈로 구성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 스티어링 바(15)에 부착 가능한 형태의 곡면형 판으로 구현될 수 있다. 곡면형 판 형상인 진동 매트릭스(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 회전축(31)을 경유하여 스티어링 바(15)에 힌지식으로 결합될 수 있고, 캠(33)의 회전에 의하여 진동 매트릭스(20) 자체가 스티어링 바(15)로부터 상승하거나 하강하여 스티어링 바(15)에 접촉할 수 있다. 이와 같이, 스티어링 바(15)의 단일 그립에 제1 햅틱 장치인 진동 매트릭스(20)와 제2 햅틱 장치인 그립부 승강 장치(30)가 동시에 적용되는 경우 두 개의 햅틱 장치가 발생시키는 신호가 상호 조합될 수 있고, 이로써 탑승자에게 전달할 수 있는 햅틱 신호의 종류가 많아져서 훨씬 다양한 상황에 대한 정보를 탑승자에게 전달할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 햅틱 장치와 제2 햅틱 장치가 스티어링 바에 의하여 조향되는 운송 수단에 적용됨으로써, 사각 지대에 대해서까지 거리 센서 등을 통해 얻어진 정보를 탑승자에게 전달할 수 있다. 이로써 탑승자는 주변 공간의 교통 상황 변화를 인지할 수 있으며, 능동적인 상황 판단과 이에 따른 대처를 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면, 충돌을 미연에 방지하는 안전성 측면에서 매우 유리한 작용 효과를 달성할 수 있다. 탑승자가 주변 물체들과의 거리를 인지해 스스로 충돌을 회피하도록 함으로써, 기존의 소극적 충돌 방지 수단(예컨대 LED램프 등)으로 달성하지 못하였던 수준의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 탑승자가 주변 공간에 대한 인지를 비시각적으로 수행할 수 있어 시선의 분산과 같은 문제를 해결할 수 있으므로, 교통 신호를 의식하거나 전방 주시를 더 잘 수행할 수 있도록 하는 등의 부수적인 주행 안전성 개선 효과도 달성될 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변경을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 전동 스쿠터
11, 12, 13: 일방향 센서
14: 전방향 센서
15: 스티어링 바
20: 진동 매트릭스
30: 그립부 승강 장치
31: 회전축
32: 그립부
33: 캠

Claims (8)

1. 스티어링 바에 장착되는 햅틱 장치로서,
   복수 개의 진동 모듈을 포함하는 진동 매트릭스와,
   센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 진동 매트릭스에 대한 제어 신호를 발생시키는 제어 수단을 포함하고,
   상기 센서가 감지한 물체의 거리에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈 중 진동되는 행 또는 열의 개수를 변경시키는 제어 신호를 발생시키며,
   상기 센서가 감지한 물체의 속도에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈의 순차적인 진동의 주기를 변경시키는 제어 신호를 발생시키는,
   햅틱 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은 상기 센서가 감지한 물체의 접근 방향에 상응하여 상기 진동 매트릭스에 포함되는 복수 개의 진동 모듈을 특정 방향으로 순차적으로 진동시키는 제어 신호를 발생시키는,
   햅틱 장치.
4. 스티어링 바에 장착되는 햅틱 장치로서,
   상기 스티어링 바의 일측에 회전축을 중심으로 피벗 가능하게 장착되는 그립부를 승강 작동시키는 그립부 승강 장치와,
   센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 그립부 승강 장치를 작동시키는 제어 수단을 포함하고,
   상기 그립부 승강 장치는, 상기 스티어링 바에 연결 설치되고, 상기 그립부가 상기 스티어링 바로부터 피벗된 각도를 변경하도록 상기 그립부의 대응면과 접촉하며 회전 운동하는 캠을 포함하며,
   상기 제어 수단은 상기 캠을 회전시키는 모터에 제어 신호를 인가하는,
   햅틱 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 센서는 후방으로부터 접근하는 물체의 거리를 감지하여 이에 관한 정보를 상기 제어 수단으로 전달하는,
   햅틱 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어 수단은 상기 센서가 감지한 물체의 거리에 상응하여 상기 그립부 승강 장치의 상기 캠을 회전시키는 제어 신호를 발생시키고, 상기 캠의 회전 각도의 변화에 따라 상기 그립부의 상기 스티어링 바로부터의 상승 정도가 변화하는,
   햅틱 장치.
7. 스티어링 바에 장착되는 햅틱 장치로서,
   상기 스티어링 바의 일측에 회전축을 중심으로 피벗 가능하게 장착되는 그립부를 승강 작동시키는 그립부 승강 장치와,
   센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 그립부 승강 장치를 작동시는 제어 수단을 포함하고,
   상기 그립부 승강 장치는, 상기 스티어링 바에 연결 설치되고, 상기 그립부가 상기 스티어링 바로부터 피벗된 각도를 변경하도록 상기 그립부의 대응면과 접촉하며 회전 운동하는 캠을 포함하며,
   상기 제어 수단은 상기 캠을 회전시키는 모터에 제어 신호를 인가하고,
   상기 그립부는 복수 개의 진동 모듈을 포함하는 진동 매트릭스를 포함하며,
   상기 제어 수단은 상기 센서로부터 전달되는 주변 물체의 접근에 관한 정보에 따라 상기 진동 매트릭스에 대한 제어 신호를 발생시키는,
   햅틱 장치.
8. 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 햅틱 장치를 포함하는 운송 수단.

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