KR102167009B1 - 차량의 제어방식 자동 전환 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주행 중인 자동차를 수동으로 제어하는 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 감지된 운전자의 상태가 수동 제어에 부적합한 경우, 자동차가 자율 주행하도록 제어방식을 자동 전환하여 사고를 방지하고, 위급 상황에서는 운전자를 즉시 병원으로 이동시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 감지부와, 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부와, 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부와, 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 유지 또는 전환하는 전환부와, 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치와, 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스와, 지도 정보 및 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부와, 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치 또는 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 감지부와, 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부와, 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부와, 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 유지 또는 전환하는 전환부와, 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치와, 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스와, 지도 정보 및 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부와, 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치 또는 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수동으로 제어되어 주행 중인 자동차가 자율 주행하도록 제어방식을 자동 전환하는 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 주행 중인 자동차를 수동으로 제어하는 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 감지된 운전자의 상태가 수동 제어에 부적합한 경우, 자동차가 자율 주행하도록 제어방식을 자동 전환하여 사고를 방지하고, 위급 상황에서는 운전자를 즉시 병원으로 이동시킬 수 있는 장치 에 관한 것이다.
최근에는 운전자의 편의와 안전을 위한 주차 보조 시스템 및 차선 유지 보조 시스템 등이 차량에 적용되고 있으며, 운전자의 편의와 안전을 위한 궁극적인 기술인 자율 주행 시스템이 개발되었으나 아직 상용화 단계에는 이르지 못하고 있는 실정이다.
다만, 자율 주행 시스템이 상용화 가능한 수준에까지 발전한다 하여도 운전자의 직접 제어에 의한 수동 제어방식이 소멸되는 것은 아니므로, 미래의 차량에는 운전자에 의한 수동 제어 기능 및 자율 주행 기능이 모두 구비되어 각 기능이 차량에 선택적으로 적용됨이 바람직하다.
차량의 자율 주행에 관한 종래의 발명으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1580949호의 “자율주행으로의 진입 및 자율주행에서의 해제” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1659034호의 “차량의 주행 모드 전환 장치 및 그 방법”, 대한민국 등록특허공보 제10-1736306호의 “차량과 운전자간 협력형 자율 주행 장치 및 방법” 및 대한민국 등록특허공보 제10-1779962호의 “운전자의 의지 판단을 포함하는 조향 제어 장치 및 이의 작동 방법”이 제안되어 공개된 바 있다.
상기 대한민국 등록특허공보 제10-1580949호의 “자율주행으로의 진입 및 자율주행에서의 해제”에는 차량에 탑재된 컴퓨터가 특정 조건들을 식별하도록 일련의 환경, 시스템 및 운전자 체크를 수행하여 운전자가 차량을 수동 운전 모드에서 자율 주행 모드로 전환하도록 할 수 있고, 다시 수동 운전 모드로 전환하도록 할 수 있는 방법에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1659034호의 “차량의 주행 모드 전환 장치 및 그 방법”에는 수동 주행 모드로 전환하고자 하는 운전자의 의도를 검출하고, 수동 주행 모드로 전환시 안전하게 운행될 수 있는지 판단하여 주행 모드의 전환 여부를 결정하는 장치 및 그 방법에 관한 발명이 제안되었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1736306호의 “차량과 운전자간 협력형 자율 주행 장치 및 방법”에는 운전자의 상태 및 자율 주행 장치의 성능을 고려함으로써 운전 성능이 높은 대상에게 운전 제어를 할당할 수 있고 차량과 운전자가 협력하여 운전을 수행할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-1779962호의 “운전자의 의지 판단을 포함하는 조향 제어 장치 및 이의 작동 방법”에는 운전자의 조작 의도를 판단하여 제어권을 신속하게 전환함으로써 운전자에게 편의를 제공할 수 있고 긴급한 상황 시에도 대처할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 발명이 제안되었다.
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 운전자에 의하여 주행 중인 차량이 자율 주행하도록 차량의 제어방식을 전환하는 장치 및 방법 등에 관한 것으로써, 운전자의 자의 또는 자동으로 차량의 제어방식을 전환하는 다양한 방안을 제시하고 있으나, 운전자에게 응급 상황이 발생하는 경우에는 차량의 제어방식만을 전환할 뿐 운전자에게 필요한 조치를 취할 수 있는 방안은 제시하지 못하고 있다.
따라서, 운전자에 의한 수동 제어방식으로 주행 중인 차량이 필요한 경우 자율 주행하도록 차량의 제어방식을 자동으로 전환할 수 있되, 차량에 탑승한 운전자에게 발생한 응급 상황이 감지되면 자율 주행하는 차량의 목적지를 변경함으로써, 운전자를 병원으로 즉시 이동시킬 수 있는 장치 및 방법 등에 관한 발명이 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치 및 그 장치를 이용하는 방법은 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써, 종래의 발명들은 운전자의 자의 또는 자동으로 차량의 제어방식을 전환하는 다양한 방안을 제시하고 있으나, 차량에 탑승 중인 운전자에게 응급 상황이 발생하는 경우에는 차량의 제어방식만을 전환할 뿐 운전자에게 필요한 조치를 취할 수 있는 방안은 제시하지 못하는 문제가 있었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자, 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 감지부; 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부; 상기 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부; 상기 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 유지 또는 전환하는 전환부; 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치; 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스; 상기 지도 정보 및 상기 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부; 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치 또는 상기 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 제시한다.
또한, 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법은 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 정보 생성 단계; 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 상태 정보 생성 단계; 상기 운전자 상태 정보를 분석하여 분석 정보를 생성하는 분석 정보 생성 단계; 상기 분석 정보를 기반으로 차량의 제어방식을 전환하는 전환 단계; 자율 주행하는 차량의 경로를 설정하는 경로 설정 단계; 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치 및 그 장치를 이용하는 방법은, 운전자 상태 감지부 및 분석부를 통해 차량에 탑승한 운전자에게 발생한 응급 상황을 감지할 수 있는 효과가 발생하였고, GPS 장치, 데이터 베이스, 제어부 및 경로 설정부를 통해 자율 주행하는 차량의 목적지를 근거리의 병원으로 자동으로 변경함으로써, 운전자를 병원으로 즉시 이동시킬 수 있는 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 구성요소인 주행 감지부의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 구성요소인 운전자 상태 감지부의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 자동 음성 통화 장치를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 상태 전송부를 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법 중 일 단계인 주행 정보 생성 단계의 흐름도.
도 8은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법 중 일 단계인 상태 정보 생성 단계의 흐름도.
도 2는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 구성요소인 주행 감지부의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 구성요소인 운전자 상태 감지부의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 자동 음성 통화 장치를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치의 상태 전송부를 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법 중 일 단계인 주행 정보 생성 단계의 흐름도.
도 8은 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법 중 일 단계인 상태 정보 생성 단계의 흐름도.
본 발명은 차량의 제어방식 자동 전환 장치에 관한 것으로써, 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 감지부(100); 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부(110); 상기 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부(120); 상기 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 유지 또는 전환하는 전환부(130); 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치(140); 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스(150); 상기 지도 정보 및 상기 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부(160); 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치 또는 상기 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부(170); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 제어방식 자동 전환 장치에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자율 주행차의 제어방식 자동 전환 장치는 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 차량 주행 감지부(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 주행 감지부(100)는 운전자에 의한 수동 제어방식으로 주행 중인 차량의 주행 상태, 즉, 주행 중인 차량의 주행 속도, 차선 이탈 여부, 차량 간 거리 등을 실시간으로 감지하여 각각의 항목에 관한 모든 정보가 포함되는 차량 주행 정보를 생성하는 본 발명의 구성요소로써, 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 주행 속도를 측정하는 속도 측정부(101)와 차량의 차선 이탈 여부를 감지하는 차선 이탈 감지부(102)와 차량의 주변에서 주행 중인 다른 차량과의 거리를 측정하는 거리 측정부(103)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 속도 측정부(101)는 속도계를 포함하여 구성되어 차량의 주행 속도를 직접 측정 가능하도록 구성될 수 있고, 상기 차선 이탈 감지부(102)는 차량에 구비되는 카메라로 촬영되는 영상을 분석하여 차량의 차선 이탈 여부를 감지하도록 구성될 수 있으며, 상기 거리 측정부(103)는 가속도 센서 등을 포함하여 구성되어 전방 및 후방, 좌측 및 우측 등 차량의 주변에서 주행 중인 다른 차량과의 거리를 측정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 차량 주행 정보는 차량의 주행 속도, 차량의 차선 이탈 여부, 차량의 주변에서 주행 중인 다른 차량과의 거리 등을 포함하여 구성될 수 있고, 이러한 차량 주행 정보는 차량이 수동 제어방식 또는 자동 제어방식으로 제어되는 모든 경우에 생성되어, 차량이 수동 제어방식에 의하여 제어되는 경우에는 운전자에게 차량의 주행에 관한 정보를 제공하고 위험 상황을 인지시키기 위한 용도로써 활용되고, 차량이 자동 제어방식에 의하여 제어되는 경우에는 아래에서 설명되는 제어부(160)가 차량을 안전하게 제어하기 위한 자료로써 활용된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자율 주행차의 제어방식 자동 전환 장치는 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 운전자 상태 감지부(110)는 수동 제어방식으로 차량의 주행을 제어하는 운전자의 현재 상태, 즉, 차량을 제어중인 운전자의 주의력 감소, 졸음운전, 응급 상황 발생 등을 실시간으로 감지하여 각각의 항목에 관한 모든 정보가 포함되는 운전자 상태 정보를 생성하는 본 발명의 구성요소로써, 도 3에 도시된 바와 같이 차량에 구비되는 조향 핸들의 회전을 감지하는 핸들 감지부(111)와 운전자의 시선 및 눈동자를 감지하는 안구 감지부(112)와 운전자의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정부(113)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 핸들 감지부(111)는 차량에 구비되는 조향 핸들의 좌측 또는 우측으로의 회전을 감지하도록 구성될 수 있고, 상기 안구 감지부(112)는 운전자가 차량의 좌석에 착석한 상태로 바라볼 수 있는 방향을 전방, 좌측방 및 우측방 등으로 구분하고 각 방향을 상방, 중방 및 하방 등으로 세분화하여 운전자의 시선 방향을 정확히 감지함으로써 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간을 측정하도록 구성될 수 있고, 운전자 눈동자의 크기 또는 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간을 측정하도록 구성될 수 있으며, 상기 생체신호 측정부(113)는 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등의 생체신호를 측정하도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 운전자 상태 정보는 운전자에 의한 차량 조향 핸들의 제어 여부, 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간, 운전자 눈동자의 크기 또는 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간, 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등을 포함하여 구성될 수 있고, 이러한 운전자 상태 정보는 차량의 제어방식을 수동 제어방식에서 자동 제어방식으로 자동 전환하기 위한 분석 자료로써 활용된다.
또한, 상기 운전자 상태 감지부(110)는 운전자의 뇌파를 감지하는 뇌파 측정부를 더 포함하여 구성될 수 있고, 상기 뇌파 측정부는 아래에서 설명되는 분석부(120)가 운전자의 뇌파를 분석하여 운전자의 주의력 감소, 졸음운전, 응급 상황 발생 등을 실시간으로 감지할 수 있도록 함으로써 차량의 제어방식이 수동 제어방식에서 자동 제어방식으로 자동 전환될 수 있도록 할 수 있다.
다만, 상기 운전자 상태 감지부(110)는 상기 주행 감지부(100)와는 달리 차량이 수동 제어방식 또는 자동 제어방식으로 제어되는 모든 경우에 운전자 상태 정보를 생성하는 것은 아니며, 차량이 수동 제어방식에 의하여 주행하는 경우에만 운전자 상태 정보를 생성하도록 구성되되, 상기 생체신호 측정부(113)는 차량이 자동 제어방식에 의하여 주행하는 경우에도 운전자의 생체신호를 측정하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자율 주행차의 제어방식 자동 전환 장치는 상기 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부(120)는 운전자에 의한 차량 조향 핸들의 제어 여부, 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간, 운전자 눈동자의 크기 또는 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간, 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등을 포함하여 구성되는 상기 운전자 상태 정보를 분석하고, 운전자의 뇌파를 더 분석할 수 있도록 구성되어 분석 정보를 생성하는 본 발명의 구성요소로써, 생성된 상기 분석 정보는 운전자의 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 분석부(120)는 차량 조향 핸들이 미제어되는 시간이 기설정된 시간을 경과하는 경우, 운전자의 상태를 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나의 상태로 분석할 수 있고, 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간이 기설정된 횟수 및 시간을 초과하는 경우, 운전자의 상태를 주의력 감소 상태로 분석할 수 있으며, 운전자 눈동자의 크기를 기생성된 운전자 상태 정보에 포함된 운전자 눈동자 크기와 비교 분석하며 기설정된 범위 이상의 크기 차이가 감지되는 시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우, 운전자의 상태를 졸음운전 상태로 분석할 수 있다.
또한, 상기 분석부(120)는 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우, 운전자의 상태를 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나의 상태로 분석할 수 있고, 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등이 기설정된 범위에 미달 또는 기설정된 범위를 초과하는 시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우 등에는 운전자의 상태를 응급 상태로 분석할 수 있으며, 상기한 예에 한정되지 아니하고 다양한 방식으로 운전자의 상태를 분석할 수 있다.
이때, 상기 운전자 상태 정보를 구성하는 정보들 중 운전자에 의한 차량 조향 핸들의 제어 여부, 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간 등은 운전자의 상태를 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나의 상태로 특정하지 못하므로, 운전자의 상태는 운전자 상태 정보를 구성하는 모든 정보를 분석하여 종합적으로 분석됨이 바람직하다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 자율 주행차의 제어방식 자동 전환 장치는 상기 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 유지 또는 전환하는 전환부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전환부(130)는 상기 분석 정보를 구성하는 운전자의 상태가 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태 또는 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태이면, 운전자가 수동으로 제어하던 차량의 제어방식을 자동 제어방식으로 전환하여 차량이 자율 주행하도록 함으로써, 차량 사고의 발생을 방지하는 본 발명의 구성요소이다.
상기 전환부(130)에 의하여 차량의 제어방식이 자동 제어방식으로 전환되면, 그 즉시 차량 조향 핸들의 제어는 차량의 제어에 아무런 영향을 미치지 않게 되므로 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태 또는 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태인 운전자의 의도하지 않은 수동 제어에 의한 사고가 방지될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 상기 전환부(130)에 의한 차량의 제어방식의 전환시에 차량이 자율 주행할 수 있도록 구성되어야 하며, 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치(140), 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스(150) 및 상기 지도 정보 및 상기 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부(160)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 GPS 장치(140) 및 상기 데이터 베이스(150)는 차량이 운전자에 의한 수동 제어방식으로 제어되는 경우, 운전자에게 차량의 현재 위치를 기준으로 하는 주변의 도로 정보 및 건물 정보를 제공하기 위한 용도로 구비될 수 있고, 차량이 자동 제어방식으로 제어되어 자율 주행하는 경우, 아래에서 설명되는 제어부(160)가 차량을 제어할 수 있도록 차량의 현재 위치 및 차량 주변의 도로 정보 및 건물 정보를 제공하기 위한 용도로 구비되는 본 발명의 구성요소들이고, 상기 제어부(160)는 상기 전환부(130)에 의하여 자동 제어방식으로 전환된 차량이 자율 주행하도록 제어하는 본 발명의 구성요소이다.
따라서, 상기 GPS 장치(140)는 위성에서 전송하는 신호를 수신하여 현재 위치를 계산하는 공지의 위성항법장치 등으로 구성될 수 있고, 상기 데이터 베이스(150)는 외부에서 제작된 도로 정보 및 건물 정보를 무선 또는 유선 통신 방식으로 수신하거나 공지의 저장 장치에 저장된 도로 정보 및 건물 정보를 전송받아 저장하는 장치로써 공지의 내비게이션 장치 등으로 구성될 수 있으며, 상기 제어부(160)는 차량에 구비되는 조향 핸들, 악셀레이터 및 브레이크 등을 제어하도록 구성될 수 있되, 상기 지도 정보를 활용하여 차량이 도로를 따라 자율 주행할 수 있도록 제어하고, 상기 차량 주행 정보를 활용하여 도로를 따라 자율 주행 중인 차량이 주행 속도를 유지 또는 상황에 따라 주행 속도를 증감하도록 제어하며, 차선을 유지 또는 상황에 따라 차선을 변경하도록 제어하며, 전방에 위치한 차량과의 차량 간격을 일정 거리 이상으로 유지하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 전환부(130)는 자율 주행하는 차량에 탑승한 운전자의 선택에 의하여 차량의 제어방식을 자동 제어방식에서 수동 제어방식으로 전환하도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 운전자가 차량의 제어방식을 자동 제어방식에서 수동 제어방식으로 전환하는 방식은 운전자가 차량에 구비되는 별도의 스위치를 누르는 방식 등으로 다양하게 구성될 수 있으나, 상기 운전자 상태 감지부(110)에 의하여 감지되는 운전자의 상태가 상기 분석부(120)에 의하여 주의력 감소, 졸음운전 등으로 분석되는 경우 상기 전환부(130)는 차량의 제어방식이 자동 제어방식에서 수동 제어방식으로 전환하지 아니할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치, 상기 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부(170)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 경로 설정부(170)는 상기 운전자 상태 감지부(110)에 감지된 운전자의 상태에 따라 자율 주행하는 차량의 목적지를 결정하고 그 목적지를 향한 최적의 경로를 설정하는 본 발명의 구성요소로써, 운전자의 상태에 따라 사용자에 의하여 기설정된 목적지 또는 근거리에 위치한 병원을 향하여 차량이 자율 주행하도록 한다.
본 발명의 일 실시예로써, 상기 경로 설정부(170)는 상기 운전자 상태 감지부(110)에 의하여 운전자의 주의력 감소 또는 졸음운전이 감지되는 경우, 차량이 주행 중인 도로를 따라 계속 주행하도록 주행 경로를 설정하거나 운전자에 의하여 목적지 정보가 기설정된 경우 차량이 목적지를 향하여 주행하도록 주행 경로를 설정하고, 상기 운전자 상태 감지부(110)에 의하여 운전자의 응급 상황 발생이 감지되는 경우, 차량이 근거리의 병원을 향하여 주행하도록 주행 경로를 설정할 수 있다.
이때, 사용자에게 발생할 수 있는 응급 상황은 심정지, 뇌졸증, 호흡곤란, 협심증으로 인한 통증 등 다양하나 상기 경로 설정부(170)의 경로 설정에 의하여 차량이 이동하는 병원의 종류, 규모 등으로 인한 문제로 운전자에게 발생한 상황에 관한 치료가 어려운 경우가 있으므로, 상기 분석부(120)는 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수, 뇌파 등을 분석하여 운전자에게 발생한 응급 상황을 심정지, 뇌졸증, 호흡곤란, 협심증으로 인한 통증 등으로 세분화하여 분류하도록 구성될 수 있고, 상기 데이터 베이스(150)에는 병원의 위치에 더하여 병원의 종류, 규모 등의 정보가 저장되도록 구성될 수 있으며, 상기 경로 설정부(170)는 상기 분석부(120)에서 세분화하여 분류된 사용자의 응급 상황과 상기 데이터 베이스(150)에 저장된 병원의 위치, 종류 및 규모 등을 매칭함으로써 운전자에게 발생한 상황에 관한 치료가 즉시 가능한 병원으로 차량의 경로를 설정하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되는 경우 상기 경로 설정부(170)에 의하여 차량의 경로가 설정된 병원으로 전화 통화를 연결하는 자동 음성 통화 장치(180) 및 차량의 경로가 설정된 병원으로 운전자 상태 정보를 전송하는 상태 전송부(190) 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 자동 음성 통화 장치(180)는 운전자에게 응급 상태가 발생하면 차량에 탑승한 운전자 또는 동승객이 운전자의 현재 상태를 병원에 통보할 수 있도록 차량이 향하는 목적지인 병원으로 전화 통화를 연결하고, 상기 상태 전송부(190)는 응급 상태인 운전자의 현재 상태를 병원에서 미리 인지할 수 있도록 운전자 상태 정보를 전송한다.
또한, 상기 자동 음성 통화 장치(180)는 차량이 향하는 목적지인 병원으로의 전화 통화가 연결되지 않는 경우, 재발신하는 재발신 기능을 포함하여 구성될 수 있고, 병원으로의 전화 통화가 연결 후 종료된 경우 사용자가 가족 또는 지인들과 통화할 수 있도록 기설정된 전화번호로 전화 통화를 연결하는 연속 통화 기능을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 차량의 제어방식 자동 전환 장치는 상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되는 경우, 운전자의 보호자 등이 즉시 운전자의 응급 상태 및 차량이 이동하는 병원의 위치를 인지할 수 있도록 상기 경로 설정부(170)에 의하여 차량의 경로가 설정된 병원의 정보를 기설정된 스마트폰으로 전송하는 병원 정보 전송부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 차량의 제어방식 자동 전환 장치를 이용하는 방법에 관한 것으로써, 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 정보 생성 단계(S100); 운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 상태 정보 생성 단계(S110); 상기 운전자 상태 정보를 분석하여 분석 정보를 생성하는 분석 정보 생성 단계(S120); 상기 분석 정보를 기반으로 차량의 제어방식을 전환하는 전환 단계(S130); 자율 주행하는 차량의 경로를 설정하는 경로 설정 단계(S140); 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어 단계(S150); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
우선, 상기 주행 정보 생성 단계(S100)는 운전자에 의한 수동 제어방식으로 주행 중인 차량의 주행 상태, 즉, 주행 중인 차량의 주행 속도, 차선 이탈 여부, 차량 간 거리 등을 실시간으로 감지하여 각각의 항목에 관한 모든 정보가 포함되는 차량 주행 정보를 생성하는 단계로써, 도 7에 도시된 바와 같이 속도계를 포함하여 구성되는 상기 속도 측정부(101)에 의하여 차량의 주행 속도를 측정하는 속도 측정 단계(S101), 차량에 구비되는 카메라로 촬영되는 영상을 분석하여 차량의 차선 이탈 여부를 감지하는 차선 이탈 감지 단계(S102) 및 가속도 센서 등을 포함하여 구성되는 상기 거리 측정부(103)에 의하여 차량의 주변에서 주행 중인 다른 차량과의 거리를 측정하는 거리 측정 단계(S103)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 정보 생성 단계(S110)는 수동 제어방식으로 차량의 주행을 제어하는 운전자의 현재 상태, 즉, 차량을 제어중인 운전자의 주의력 감소, 졸음운전, 응급 상황 발생 등을 실시간으로 감지하여 각각의 항목에 관한 모든 정보가 포함되는 운전자 상태 정보를 생성하는 단계로써, 도 8에 도시된 바와 같이 차량에 구비되는 조향 핸들의 좌측 또는 우측으로의 회전을 감지하는 핸들 감지 단계(S111), 운전자가 차량의 좌석에 착석한 상태로 바라볼 수 있는 방향을 전방, 좌측방 및 우측방 등으로 구분하고 각 방향을 상방, 중방 및 하방 등으로 세분화하여 운전자의 시선 및 눈동자를 감지하거나 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간을 측정하는 안구 감지 단계(S112) 및 운전자의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정부(113)를 포함하여 구성되어 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등의 생체신호를 측정하는 생체신호 측정 단계(S113)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 주행 정보 생성 단계(S100) 및 상기 상태 정보 생성 단계(S110)는 차량의 주행시에 동시에 수행되는 단계이며, 이후 분석 정보 생성 단계(S120)가 수행된다.
상기 분석 정보 생성 단계(S120)는 운전자에 의한 차량 조향 핸들의 제어 여부, 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간, 운전자 눈동자의 크기 또는 운전자의 눈동자가 미감지되는 시간, 운전자의 혈압, 체온, 호흡 상태 및 심장 박동 수 등을 포함하여 구성되는 상기 운전자 상태 정보를 분석하고, 운전자의 뇌파를 더 분석할 수 있도록 구성되어 분석 정보를 생성하는 단계로써, 생성된 상기 분석 정보는 운전자의 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태로 구성될 수 있다.
이후, 상기 분석 정보 생성 단계(S120)에서 생성된 분석 정보에 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태가 포함되는 경우 전환 단계(S130)가 수행된다.
상기 전환 단계(S130)는 상기 분석 정보를 구성하는 운전자의 상태가 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태 또는 응급 상태 중 어느 하나 이상의 상태이면, 운전자가 수동으로 제어하던 차량의 제어방식을 자동 제어방식으로 전환하여 차량이 자율 주행하도록 함으로써, 차량 사고의 발생을 방지하는 단계이다.
상기 전환 단계(S130) 이후 또는 전환 단계(S130)에 의한 차량의 제어방식의 전환과 동시에 경로 설정 단계(S140)가 수행된다.
상기 경로 설정 단계(S140)는 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치, 상기 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로, 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 경로를 설정하는 단계이다.
이후, 상기 경로 설정 단계(S140)에 의하여 차량의 경로가 설정되면, 제어 단계(S150)가 수행된다.
상기 제어 단계(S150)는 차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치(140), 도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스(150) 및 상기 지도 정보 및 상기 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 단계이다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 주행 감지부 101 : 속도 측정부
102 : 차선 이탈 감지부 103 : 거리 측정부
110 : 운전자 상태 감지부 111 : 핸들 감지부
112 : 안구 감지부 113 : 생체신호 측정부
120 : 분석부 130 : 전환부
140 : GPS 장치 150 : 데이터 베이스
160 : 제어부 170 : 경로 설정부
S100 : 주행 정보 생성 단계 S101 : 속도 측정 단계
S102 : 차선 이탈 감지 단계 S103 : 거리 측정 단계
S110 : 상태 정보 생성 단계 S111 : 핸들 감지 단계
S112 : 안구 감지 단계 S113 : 생체신호 측정 단계
S120 : 분석 정보 생성 단계 S130 : 전환 단계
S140 : 경로 설정 단계 S150 : 제어 단계
102 : 차선 이탈 감지부 103 : 거리 측정부
110 : 운전자 상태 감지부 111 : 핸들 감지부
112 : 안구 감지부 113 : 생체신호 측정부
120 : 분석부 130 : 전환부
140 : GPS 장치 150 : 데이터 베이스
160 : 제어부 170 : 경로 설정부
S100 : 주행 정보 생성 단계 S101 : 속도 측정 단계
S102 : 차선 이탈 감지 단계 S103 : 거리 측정 단계
S110 : 상태 정보 생성 단계 S111 : 핸들 감지 단계
S112 : 안구 감지 단계 S113 : 생체신호 측정 단계
S120 : 분석 정보 생성 단계 S130 : 전환 단계
S140 : 경로 설정 단계 S150 : 제어 단계
Claims (8)
- 차량의 주행 상태를 실시간으로 감지하여 차량 주행 정보를 생성하는 주행 감지부(100);
운전자의 상태를 실시간으로 감지하여 운전자 상태 정보를 생성하는 운전자 상태 감지부(110);
상기 운전자 상태 정보를 분석하여 정상 상태, 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태, 응급 상태 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 분석 정보를 생성하는 분석부(120);
상기 분석 정보를 기반으로 하여 차량의 제어방식을 수동 제어방식에서 자동 제어방식으로 전환 가능하고, 사용자의 선택에 의하여 차량의 제어방식을 자동 제어방식에서 수동 제어방식으로 전환 가능하되, 사용자의 상태가 주의력 감소 상태, 졸음운전 상태 또는 응급 상태 중 어느 하나로 분석되는 경우에는 자동 제어방식에서 수동 제어방식으로의 전환을 방지하는 전환부(130);
차량의 현재 위치를 파악하는 GPS 장치(140);
도로 정보 및 건물 정보를 포함하여 구성되는 지도 정보가 저장되는 데이터 베이스(150);
상기 지도 정보 및 상기 차량 주행 정보를 활용하여 차량이 자율 주행하도록 제어하는 제어부(160);
상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 주의력 감소 상태 또는 졸음운전 상태로 분석되는 경우에는 기설정된 목적지 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 차량의 주행 경로를 설정하고, 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되는 경우에는 상기 지도 정보와 차량의 현재 위치를 기반으로 탐색된 근거리의 병원 정보를 기반으로 자동 제어 방식에 의하여 자율 주행하는 차량의 주행 경로를 병원으로 설정하는 경로 설정부(170);
상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되면 상기 경로 설정부(170)에 의하여 차량의 경로가 설정된 병원으로 전화 통화를 연결하되, 연결될 때까지 재발신하는 재발신 기능을 포함하여 구성되고, 병원으로의 전화 통화가 연결 후 종료된 경우 사용자가 가족 또는 지인들과 통화할 수 있도록 기설정된 전화번호로 전화 통화를 연결하는 연속 통화 기능을 포함하여 구성되는 자동 음성 통화 장치(180);
상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되면 상기 경로 설정부(170)에 의하여 차량의 경로가 설정된 병원의 정보를 기설정된 스마트폰으로 전송하는 병원 정보 전송부; 및,
상기 분석부(120)에 의하여 운전자의 상태가 응급 상태로 분석되는 경우 상기 경로 설정부(170)에 의하여 차량의 경로가 설정된 병원으로 운전자 상태 정보를 전송하는 상태 전송부(190); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하되,
상기 주행 감지부(100)는,
차량의 주행 속도를 측정하는 속도 측정부(101);
차량의 차선 이탈 여부를 감지하는 차선 이탈 감지부(102); 및,
차량의 주변에서 주행 중인 다른 차량과의 거리를 측정하는 거리 측정부(103); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 운전자 상태 감지부(110)는,
차량에 구비되는 조향 핸들의 좌측 또는 우측으로의 회전을 감지하는 핸들 감지부(111);
운전자의 시선 및 눈동자를 감지하되, 운전자가 차량의 좌석에 착석한 상태로 바라볼 수 있는 방향을 전방, 좌측방 및 우측방으로 구분하고, 각 방향을 상방, 중방 및 하방으로 세분화하여 운전자가 차량의 운전시에 불필요한 방향을 바라보는 횟수 및 시간을 측정하도록 구성되고, 눈동자의 크기 또는 눈동자가 미감지되는 시간을 측정하도록 구성되는 안구 감지부(112); 및,
운전자의 생체 신호를 측정하는 생체신호 측정부(113); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 운전자 상태 감지부(110)는,
차량이 수동 제어방식에 의하여 주행하는 경우에만 운전자 상태 정보를 생성하도록 구성되되, 상기 생체신호 측정부(113)는 차량이 자동 제어방식에 의하여 주행하는 경우에도 운전자의 생체신호를 측정하여 운전자 상태 정보가 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 제어방식 자동 전환 장치. - 삭제
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