KR102255399B1 - 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 하이브리드 카시트 장치(100)가 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 복수의 센서로부터 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 제 1 단계; 및 하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 미리 설정된 분석 알고리즘을 이용해 영유아 기분 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력하는 제 2 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 운전자가 영유아와 단둘이 운전해서 목적지로 가는 경우의 사고발생을 예방하고, 영유아의 안정성 정보에 따라 불안정한 상태의 경우 쉼터, 휴게소 등에서 사전에 조치를 하도록 함으로써, 안전 운전을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은, 병원, 보육, 교육시설, 가정집 등에서 영유아의 카시트뿐만 아니라, 노약자용 카시트로도 활용함으로써, 노약자의 안정 상태에 따라 쉽게 조치를 취할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 유아가 차량에서 보호자 없이 좌석에 앉아 있는 경우 특히 뒷자리에 있는 경우 영유아의 불편 사항을 인식하여 출력하여 운전자에게 알려줄 뿐만 아니라, 일부 사항에 대해서는 자동으로 해소하기 위해 챠랑 구동부를 자동으로 제어할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법{Hybrid car seat apparatus, infant and child safety providing system and method using the same}
본 발명은 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 영유아가 차량에서 보호자 없이 좌석에 앉아 있는 경우 특히 뒷자리에 있는 경우 영유아의 불편 사항을 인식하여 출력하여 운전자에게 알려줄 뿐만 아니라, 일부 사항에 대해서는 자동으로 해소하도록 하기 위한 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 내부에는 탑승자가 착석할 수 있도록 통상 2열 내지 3열로 좌석이 설치되며, 좌석에는 모두 충돌 사고 발생 시 탑승자가 시트에서 이탈되어 차체와 충돌하면서 발생하는 2차 부상을 방지하기 위해 안전벨트가 설치되어 있다.
최근에는 상기 안전벨트의 착용이 탑승자의 부상률과 사망률을 획기적으로 줄일 수 있으므로 모든 차량 시트에 탑승한 탑승자의 경우 반드시 안전벨트를 착용할 수 있도록 법적으로 규제하고 있는 실정이다.
한편, 차량을 운전하다 보면 차량의 조수석에 아이를 앉히거나 아이를 안고 조수석에 탑승한 경우를 흔히 볼 수 있는데 이러한 행동은 혹시 모를 사고 시 아이의 생명에 큰 영향을 미치게 되어, 2006년부터 도로 교통법 개정으로 6살 미만의 어린이와 함께 차량에 탑승할 경우 차량 리어시트에 영유아용 카시트를 의무적으로 설치해야만 하고 있다.
그러나 카시트에 영유아를 앉혀 놓고 운전을 하다 보면 영유아의 상태를 확인하기 어려우면 특히 혼자서 영유아를 동승시키고 운전시 영유아를 돌보는 것이 부족할 수 있을 뿐만 아니라, 돌보는 경우 안전 운전에 방해가 되는 문제점 등이 있어 왔다.
이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 영유아가 차량에서 보호자 없이 좌석에 앉아 있는 경우 특히 뒷자리에 있는 경우 영유아의 불편 사항을 인식하여 출력하여 운전자에게 알려줄 뿐만 아니라, 일부 사항에 대해서는 자동으로 해소하도록 하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허출원 출원번호 제10-2014-0179505호 "IoT 및 영상처리 기반 위치추적을 통한 영유아 행동발달 분석과 안전 지킴 방법 및 장치(The method and device for protecting infant and evaluating behavior of infant and The method and device for tracking infant based on network)"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영유아가 차량에서 보호자 없이 좌석에 앉아 있는 경우 특히 뒷자리에 있는 경우 영유아의 불편 사항을 인식하여 출력하여 운전자에게 알려줄 뿐만 아니라, 일부 사항에 대해서는 자동으로 해소하도록 하기 위한 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 영유아의 차량 내에서의 안정성을 확보하며 운전자에게 아이의 정보를 편리하게 전달하도록 하기 위한 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 운전자가 영유아와 단둘이 운전해서 목적지로 가는 경우의 사고발생을 예방하고, 영유아의 안정성 정보에 따라 불안정한 상태의 경우 쉼터, 휴게소 등에서 사전에 조치를 하도록 하기 위한 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법은, 하이브리드 카시트 장치(100)가 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 복수의 센서로부터 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 제 1 단계; 및 하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 미리 설정된 분석 알고리즘을 이용해 영유아 기분 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력하는 제 2 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 있어서, 상기 제 1 단계는, 하이브리드 카시트 장치(100)가 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 호흡 감지센서(111)로부터 호흡량 측정치, 움직임 감지센서(112)로부터 움직임 자유도 측정치, 뇌파 감지센서(113)로부터 뇌파 측정치, 맥박 측정센서(114)로부터 맥박 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 단계는, 하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)을 구성하는 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제 2 단계는, 하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)로부터 수신된 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분으로 분석한 뒤, 각 놔파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 단계 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 뇌파 감지센서(113) 외에 센서모듈(110)을 구성하는 다른 센서로부터 수신된 측정치를 통해 영유아의 안정성, 배고픔, 졸림 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)를 통해 출력하는 제 3 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치는, 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 복수의 센서로부터 측정치를 수신시 저장하는 저장부(160); 및 센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 미리 설정된 분석 알고리즘을 이용해 영유아 기분 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력하는 제어부(120); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 제어부(120)는, 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 호흡 감지센서(111)로부터 호흡량 측정치, 움직임 감지센서(112)로부터 움직임 자유도 측정치, 뇌파 감지센서(113)로부터 뇌파 측정치, 맥박 측정센서(114)로부터 맥박 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부(120)는, 센서모듈(110)을 구성하는 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부(120)는, 센서모듈(110)로부터 수신된 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분으로 분석한 뒤, 각 놔파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부(120)는, 뇌파 감지센서(113) 외에 센서모듈(110)을 구성하는 다른 센서로부터 수신된 측정치를 통해 영유아의 안정성, 배고픔, 졸림 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법은, 운전자가 영유아와 단둘이 운전해서 목적지로 가는 경우의 사고발생을 예방하고, 영유아의 안정성 정보에 따라 불안정한 상태의 경우 쉼터, 휴게소 등에서 사전에 조치를 하도록 함으로써, 안전 운전을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법은, 병원, 보육, 교육시설, 가정집 등에서 영유아의 카시트뿐만 아니라, 노약자용 카시트로도 활용함으로써, 노약자의 안정 상태에 따라 쉽게 조치를 취할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치, 이를 이용한 영유아 안전 제공 시스템 및 방법은, 유아가 차량에서 보호자 없이 좌석에 앉아 있는 경우 특히 뒷자리에 있는 경우 영유아의 불편 사항을 인식하여 출력하여 운전자에게 알려줄 뿐만 아니라, 일부 사항에 대해서는 자동으로 해소하기 위해 챠랑 구동부를 자동으로 제어할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)에서 사용되는 하이브리드 카시트 장치(100)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치(100)에서 제어부(120)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)은 차량(10) 및 카시트(20)에 분산되어 형성되는 하이브리드 카시트 장치(100), 네트워크(200), 운전자 모바일 디바이스(300), 빅데이터 서버(400) 및 119 구급 서버(500)를 포함할 수 있다.
네트워크(200)는 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 네트워크(200)가 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 네트워크(200)는 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 그 밖의 5G 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 네트워크(200)는 모바일 기반의 하이브리드 카시트 장치(100) 및 운전자 모바일 디바이스(300)과 유선 기반의 빅데이터 서버(400) 및 119 구급 서버(500) 간, 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)에서 사용되는 하이브리드 카시트 장치(100)를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치(100)에서 제어부(120)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하이브리드 카시트 장치(100)는 센서모듈(110), 제어부(120), 차량 디스플레이(130), 송수신부(140), 구동부(150) 및 저장부(160)를 포함할 수 있다.
차량 디스플레이(130)는 차량(10)에 트립 컴퓨터와 연결되어 차량(10)의 주행 평균 속도, 주행 거리, 외기 온도 등 주행과 관련된 다양한 정보를 표시창을 통해 운전자에게 알려 주거나 차량(10)의 트립 컴퓨터와 연동된 네비게이션 장치에 형성된 표시창을 구비한 단말기일 수 있다.
센서모듈(110)은 카시트(20)에 형성된 호흡 감지센서(111), 뇌파 감지센서(113), 맥박 측정센서(114), 제 1 벨트 압력센서(115)를 포함하며, 차량(10)에 형성된 및 제 2 벨트 압력센서(116)를 포함하며, 움직임 감지센서(112)는 카시트(20) 및 차량(10) 중 적어도 한 곳 이상에 형성될 수 있다.
호흡 감지센서(111)는 카시트(20)의 상단 전면부에 이산화탄소 측정센서로 형성됨으로써, 측정된 이산화탄소 배출량에 따른 영유아의 호흡량을 측정하여 호흡량 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다.
움직임 감지센서(112)는 카시트(20)의 전면부 중 상단, 하단과 엉덩이 받침부에 적어도 하나 이상의 압력 감지센서로 형성되거나, 차량(10)에서 카시트(20)가 놓인 방향을 향하는 차량용 카메라로 형성됨으로써, 카시트(20)에 앉은 영유아의 움직임을 실시간으로 감지하여 상반신, 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다. 여기서 움직임 자유도 측정치는 한 번의 움직임을 1의 자유도로 측정할 수 있다.
뇌파 감지센서(113)는 뇌파 측정기 또는 뇌파 센서를 이용하여 영유아의 뇌파를 측정하여 뇌파 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다.
뇌파 감지센서(113)는 별도로 영유아용 모자와 같은 웨어러블 디바이스로 형성되어 다수의 전극이 영유아의 두피에 밀착하는 방식으로 영유아에 착용된 뒤 영유아의 뇌파 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다. 다수의 전극 중 그라운드 전극이 영유아의 두피 중앙 영역에 배치되고, 그 양측으로 우뇌용 전극과 좌뇌용 전극이 동일한 개수로 영유아의 두피에 밀착되어 사용자의 뇌파를 수신한다. 이때, 뇌파 감지센서(113)는 영유아의 전두엽영역에 대한 뇌파 또는 전두엽을 제외한 영역에 대한 뇌파 등을 선택하여 수신할 수 있다.
맥박 측정센서(114)는 영유아의 맥박 정보를 측정하여 맥박 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다. 이를 위해 맥박 측정센서(114)는 별도로 영유아용 시계, 팔찌와 같은 웨어러블 디바이스로 형성되어 다수의 전극이 영유아의 손목에 밀착하는 방식으로 영유아에 착용된 뒤 영유아의 맥박 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다
제 1 벨트 압력센서(115) 내지 제 2 벨트 압력센서(116)는 각각 차량(10)의 좌석에 카시트(20)가 놓인 뒤, 카시트(20)에서 차량(10)의 안전벨트가 지나가는 영역에 홈에 제 1 벨트 압력센서(115)가 형성되고, 차량(10)에 형성된 각 좌석의 안전벨트 중 카시트(20)가 장착되는 좌석을 위한 안전벨트의 삽입홈에 제 2 벨트 압력센서(116)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 제 1 벨트 압력센서(115) 및 제 2 벨트 압력센서(116)는 각각의 압력 측정치를 제어부(120)로 전송할 수 있다.
제어부(120)는 용변 상태 알림 모듈(121), 안정성 알림 모듈(122), 배고픔 알림 모듈(123), 졸림 알림 모듈(124), 영유아 기분 알림 모듈(125), 위급 상황 알림 모듈(126)을 포함할 수 있다.
용변 상태 알림 모듈(121)은 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 맥박 측정센서(114)에 의해 맥박 측정치를 이용하여 영유아의 용변 상태를 분석할 수 있다.
보다 구체적으로, 놔파는 인간의 의식 또는 무의식 상태를 직접 혹은 간접적으로 반영하는 생체신호를 말하며, 인간의 두피에 모든 영역에서 측정되고 수십 마이크로 볼트의 전위차로 주로 30Hz 이하의 주파수를 지닌 파장으로, 주파수 대역별로 델타(delta)파, 세타(theta)파, 알파(alpha)파, 베타(beta)파, 감마(gamma)파로 분류된다. 여기서, 델타파는 4Hz 이하의 주파수를 가진 뇌파로서 정상적인 수면상태에서 전형적으로 나타나며, 세타파는 4 내지 8Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 정신적으로 상태가 불안하거나 주위가 산만할 때 주로 나타나며 학습장애가 있는 청소년에게 종종 나타난다. 또한, 알파파는 8 내지 12Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파로서 대체로 정신적인 상태가 안정적이며 눈을 감고 편안한 심리적 상태를 취하고 있을 때 뚜렷하게 나타난다. 또한 알파파는 주변의 상황에서 분리될 정도로 고도의 집중이 이루어진 경우 또는 명상으로 인하여 심리적인 안정이 이루어진 경우에도 발생한다. 또한, 감마파는 30 내지 50Hz의 주파수를 갖는 뇌파를 말하며 흥분 상태에서 나타난다. 그리고 베타파는 12 내지 30Hz 정도의 주파수를 가진 뇌파를 지칭하며, 약간의 긴장상태나 일정 이상의 주의를 기울일 때 주로 나타난다. 베타파는 운동이나 학습, 또는 업무를 수행일 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다. 베타파는 12 내지 15Hz의 주파수를 갖는 SMR파, 15 내지 18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파, 20Hz 이상의 주파수를 갖는 고 베타파로 구분된다. 베타파는 불안, 긴장 등의 스트레스를 받을 경우 더욱 강하게 나타나므로 스트레스파라고도 한다. 주의를 기울인 상태에서는 SMR파가 나타나며, 집중, 정상적인 활동을 할 때에는 좌측 뇌에서 15 내지 18Hz의 주파수를 갖는 중간 베타파가 나타나고 긴장과 불안이 계속될 때에는 20Hz 이상의 고베타파가 나타난다.
용변 상태 알림 모듈(121)은 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 맥박 측정센서(114)에 의해 맥박 측정치를 이용하여 영유아의 용변 상태를 분석할 수 있다. 보다 구체적으로, 용변 상태 알림 모듈(121)은 세타파, 베타파 및 감마파 중 적어도 하나 이상에 해당하는 맥박 측정치를 수신하는 경우, 유보적 용변 상태로 분석하고 다시 잠재적 용변 상태에 대한 진단을 위해 맥박 측정치를 분석하여 정상 상태에 해당하는 제 1 범위, 흥분이나 긴장상태에 해당하는 제 2 범위, 극흥분 상태에 해당하는 제 3 범위 중 제 2 범위 또는 제 3 범위인지 여부를 분석할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로 제 1 범위의 맥박수는 1분당 60 이상 100회 미만, 제 2 범위의 맥박수는 1분당 100 이상 120회 미만, 제 3 범위의 맥박수는 1분당 120 이상 150 미만으로 설정될 수 있다.
이후, 용변 상태 알림 모듈(121)은 움직임 감지센서(112)를 통해 움직임 자유도 측정치를 수신할 수 있으며, 수신된 움직임 자유도 측정치는 상반신에 대한 자유도에 해당하는 분당 상반신 움직임, 하반신에 대한 자유도에 해당하는 분당 하반신 움직임, 엉덩이 부분에 대한 자유도에 해당하는 분당 엉덩이 움직임일 수 있다.
여기서, 용변 상태 알림 모듈(121)은 분당 엉덩이 움직임 횟수가 미리 설정된 임계 회수를 초과하는 경우, 예컨대, 분당 30회 이상인 경우 잠재적 용변 상태에서 확정적 용변 상태로 분석하여 차량 디스플레이(130)로 용변 상태 또는 용변을 위한 준비 상태임을 출력할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예로, 용변 상태 알림 모듈(121)은 용변 준비 상태 및 용변 상태에 대한 것에 대한 구분을 위한 뇌파 설정치, 맥박 설정치, 분당 엉덩이 임계치를 네트워크(200)를 통해 빅데이터 서버(400)로부터 수신하도록 송수신부(110)를 제어하여 수신된 정보에 따라 분석을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로 빅데이터 서버(400)는 인공지능 기능을 구비함으로써, 제어부(120)를 구성하는 각 구성요소의 정보 요청에 따라 원하는 정보를 신속하게 제공할 수 있다. 이를 위해 빅데이터 서버(400)는 분산 파일 프로그램에 의해 각 연령별로 분산 저장된 수집 데이터를 머신러닝 알고리즘을 통해 분석하고 정보 추출 명령을 내릴 수 있다. 보다 구체적으로, 빅데이터 서버(400)에서 사용되는 머신러닝 알고리즘은 결정 트리(DT, Decision Tree) 분류 알고리즘, 랜덤 포레스트 분류 알고리즘, SVM(Support Vector Machine) 분류 알고리즘 중 하나일 수 있다.
빅데이터 서버(400)는 분산 파일 프로그램에 의해 분산 저장된 수집 데이터를 분석하여 그 분석한 결과로 다수의 특징 정보를 추출하고 추출된 특징 정보를 복수의 머신러닝 알고리즘 중 적어도 하나 이상을 이용하여 학습하여 학습한 결과로 이상 상태 여부를 판단할 수 있다.
즉, 빅데이터 서버(400)는 정보 추출 결과의 정확도 향상을 위해 다수의 상호 보완적인 머신러닝 알고리즘들로 구성된 앙상블 구조를 적용할 수 있다.
결정 트리 분류 알고리즘은 트리 구조로 학습하여 결과를 도출하는 방식으로 결과 해석 및 이해가 용이하고, 데이터 처리 속도가 빠르며 탐색 트리 기반으로 룰 도출이 가능할 수 있다. DT의 낮은 분류 정확도를 개선하기 위한 방안으로 RF를 적용할 수 있다. 랜덤 포레스트 분류 알고리즘은 다수의 DT를 앙상블로 학습한 결과를 도축하는 방식으로, DT보다 결과 이해가 어려우나 DT보다 결과 정확도가 높을 수 있다. DT 또는 RF 학습을 통해 발생 가능한 과적합의 개선 방안으로 SVM을 적용할 수 있다. SVM 분류 알고리즘은 서로 다른 분류에 속한 데이터를 평면 기반으로 분류하는 방식으로, 일반적으로 높은 정확도를 갖고, 구조적으로 과적합(overfitting)에 낮은 민감도를 가질 수 있다.
빅데이터 서버(400)는 머신러닝 이후 정제된 데이터를 활용해 딥러닝을 수행하는데, 수행되는 딥러닝 방식은 각 연령대별 데이터를 분석하여 형성된 패턴 데이터별 반복 작업시 하나의 전체 프로세스에 소요되는 시간인 사이클 타임(Cycle time)과, 각 공정시간의 최대 시간인 택트 타임(Tact time)의 감소를 최소화하는 방식으로 각 연령별 파라미터에 대한 딥러닝 알고리즘 프로그램의 변환 및 적용에 따라 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예로, 용변 상태 알림 모듈(121)은 네트워크(200)를 통해 빅데이터 서버(400)로 액세스하여 미리 등록된 영유아의 나이에 따른 뇌파 측정치에 대한 불안 상태로의 설정치, 맥박의 제 1 내지 제 3 범위의 설정치, 분당 엉덩이 임계치를 수신하여 용변 상태인지 아닌지에 대한 분석을 수행할 수도 있다.
안정성 알림 모듈(122)은 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하여 델타파, 알파파에 해당하는 제 1 상태 그룹과, 세타(theta)파, 베타파, 감마파에 해당하는 제 2 상태 그룹으로 구분할 수 있다. 즉, 안정성 알림 모듈(122)은 제 1 상태 그룹에 해당하는 델타파의 경우 수면상태로 분석하고, 알파파의 경우 안정상태로 분석함으로써, 영유아가 비교적 안정된 상태임을 인식할 수 있다. 반대로, 안정성 알림 모듈(122)은 제 2 상태 그룹에 해당하는 세타(theta)파의 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하고, 베타파의 경우 스트레스 상태로 분석하고, 감마파의 경우 흥분 상태로 분석함으로써, 영유아가 비교적 불안정된 상태임을 인식할 수 있다.
이에 따라, 안정성 알림 모듈(122)은 안정 상태 또는 불안정 상태 정보를 다른 색상으로 알림을 위한 아이콘, 보다 구체적인 실시예로 안정 상태의 경우 원 내부를 초록색으로 구현한 제 1 아이콘, 불안정 상태의 경우 원 내부를 적색으로 구현한 제 2 아이콘을 생성한 뒤, 차량 디스플레이(130)로 출력할 수 있다.
배고픔 알림 모듈(123)은 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하여 불안, 주위산만 상태에 해당하는 세타(theta)파, 그리고 스트레스 상태인 베타파 중 하나이며, 움직임 감지 센서(112)에 의해 측정된 상반신, 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치를 활용하여 상반신 자유도 측정치가 미리 설정된 상반신 자유도 측정 임계치 이상인 경우, 주로 음식을 찾는 경우 상반신을 움직이는 특성에 기인하여 배고픔 상태로 분석할 수 있다.
이에 따라, 배고픔 알림 모듈(123)은 차량 디스플레이(130)로 배고픔 상태를 음성 및/또는 텍스트 메시지로 출력할 수 있다.
졸림 알림 모듈(124)은 맥박 측정센서(114)에 의해 측정된 맥박 측정치가 미리 설정된 맥박 임계치 이하이고, 움직임 감지 센서(112)에 의해 측정된 상반신, 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치를 활용하여 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치가 각각 하반신 자유도 측정 임계치, 엉덩이 자유도 측정 임계치 보다 작은 경우, 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치가 델타파 또는 알파파인 것을 확인하여 델타파인 경우 수면 상태로 분석하고, 알파파인 경우 졸림 상태로 분석할 수 있다.
졸림 알림 모듈(124)은 졸림 상태인 경우, 차량 디스플레이(130)로 졸림 상태를 음성 및/또는 텍스트 메시지로 출력할 수 있다.
영유아 기분 알림 모듈(125)은 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석할 수 있다. 보다 구체적으로, 영유아 기분 알림 모듈(125)은 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분로 분석할 수 있다.
영유아 기분 알림 모듈(125)은 각 놔파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력할 수 있다.
위급 상황 알림 모듈(126)은 제 1 벨트 압력센서(115)의 압력 측정치가 제 1 압력 임계치를 초과하고, 제 2 벨트 압력센서(116)의 압력 측정치가 제 2 압력 임계치가 미달되는 상태가 동시에 발생한 경우, 차량(10)에 사고 또는 충격이 발생한 것으로 분석한 뒤, 네트워크(200)를 통해 119 구급 서버(500)로 위급 상황임을 전송하도록 송수신부(140)를 제어할 수 있다.
여기서, 위급 상황 알림 모듈(126)은 뇌파 감지센서(113)로부터 수신된 뇌파 측정치의 변화폭이 미리 설정된 임계 뇌파 변화치 이상인 경우인지를 확인한 뒤, 이상인 경우, 위급 상황으로 최종 분석할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 위급 상황 알림 모듈(126)은 카시트(20)에서 안전벨트가 지나가는 영역에 형성된 제 1 벨트 압력센서(115)로부터 수신된 압력 측정치가 미리 설정된 제 1 압력 임계치를 초과한 뒤, 제 1 압력 임계치 초과전의 압력 측정치 이하의 경우, 카시트(20)의 상태가 이탈 또는 카시트(20) 고정상태가 느슨해 진 것으로 분석하여, 차량 디스플레이부(130)를 통해 카시트(20) 재정렬 안내를 위한 음성 및/또는 텍스트 메시지를 출력할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로, 위급 상황 알림 모듈(126)은 카시트(20)가 장착되는 좌석을 위한 안전벨트의 삽입홈에 제 2 벨트 압력센서(116)로부터 수신된 압력 측정치가 제 2 압력 임계치에 미달된 뒤, 제 2 압력 임계치 이상이 되지 못하는 경우, 카시트(20)의 상태가 이탈 또는 카시트(20) 고정상태가 느슨해 진 것으로 분석하여, 차량 디스플레이부(130)를 통해 카시트(20) 재정렬 안내를 위한 음성 및/또는 텍스트 메시지를 출력할 수 있다.
한편, 본 발명에서 제어부(120)는 차량 디스플레이(130)로 출력되는 정보를 네트워크(200)를 통해 운전자 모바일 디바이스(300)로 전송하도록 송수신부(140)를 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 하이브리드 카시트 장치(100)는 센서모듈(110)을 구성하는 호흡 감지센서(111)로부터 호흡량 측정치, 움직임 감지센서(112)로부터 움직임 자유도 측정치, 뇌파 감지센서(113)로부터 뇌파 측정치, 맥박 측정센서(114)로부터 맥박 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장한다(S11).
단계(S11) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 이용해 영유아 기분 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력한다(S12).
보다 구체적으로, 하이브리드 카시트 장치(100)는 센서모듈(110)을 구성하는 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석할 수 있다. 보다 구체적으로, 하이브리드 카시트 장치(100)는 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분으로 분석한 뒤, 각 놔파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력할 수 있다.
단계(S12) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 뇌파 감지센서(113) 외에 센서모듈(110)을 구성하는 다른 센서로부터 수신된 측정치를 통해 영유아의 안정성, 배고픔, 졸림 상태를 분석한다(S13).
보다 구체적으로, 하이브리드 카시트 장치(100)는 안정성 상태를 분석시 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하여 델타파, 알파파에 해당하는 제 1 상태 그룹과, 세타(theta)파, 베타파, 감마파에 해당하는 제 2 상태 그룹으로 구분한 뒤, 제 1 상태 그룹에 해당하는 델타파의 경우 수면상태로 분석하고, 알파파의 경우 안정상태로 분석함으로써, 영유아가 비교적 안정된 상태임을 인식하며 반대로, 제 2 상태 그룹에 해당하는 세타(theta)파의 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하고, 베타파의 경우 스트레스 상태로 분석하고, 감마파의 경우 흥분 상태로 분석함으로써, 영유아가 비교적 불안정된 상태임을 인식할 수 있다.
또한, 하이브리드 카시트 장치(100)는 배고픔 상태를 분석시 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하여 불안, 주위산만 상태에 해당하는 세타(theta)파, 그리고 스트레스 상태인 베타파 중 하나이며, 움직임 감지 센서(112)에 의해 측정된 상반신, 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치를 활용하여 상반신 자유도 측정치가 미리 설정된 상반신 자유도 측정 임계치 이상인 경우, 주로 음식을 찾는 경우 상반신을 움직이는 특성에 기인하여 배고픔 상태로 분석할 수 있다.
또한, 하이브리드 카시트 장치(100)는 졸림 상태를 분석시 맥박 측정센서(114)에 의해 측정된 맥박 측정치가 미리 설정된 맥박 임계치 이하이고, 움직임 감지 센서(112)에 의해 측정된 상반신, 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치를 활용하여 하반신 및 엉덩이 부분에 대한 움직임 자유도 측정치가 각각 하반신 자유도 측정 임계치, 엉덩이 자유도 측정 임계치 보다 작은 경우, 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치가 델타파 또는 알파파인 것을 확인하여 델타파인 경우 수면 상태로 분석하고, 알파파인 경우 졸림 상태로 분석할 수 있다.
단계(S13) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 단계(S13)의 분석 결과 안정 상태인지 여부를 판단한다(S14).
단계(S14)의 판단 결과 안정 상태인 경우, 하이브리드 카시트 장치(100)는 안정 상태 아이콘을 차량 디스플레이(130)로 출력한다(S15).
보다 구체적으로, 하이브리드 카시트 장치(100)는 안정 상태 또는 불안정 상태 정보를 다른 색상으로 알림을 위한 아이콘, 보다 구체적인 실시예로 안정 상태의 경우 원 내부를 초록색으로 구현한 제 1 아이콘, 불안정 상태의 경우 원 내부를 적색으로 구현한 제 2 아이콘을 생성한 뒤, 차량 디스플레이(130)로 출력할 수 있다.
단계(S15) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 차량(10)의 운전 종료 여부를 구동부(150)를 구성하는 엔진부 또는 시동부의 상태를 확인한다(S20).
단계(S20)의 확인 결과 하이브리드 카시트 장치(100)는 차량(10)의 운전이 종료되지 않은 경우 단계(S11)로 회귀하여 단계(S11) 내지 단계(S15), 그리고 단계(S20)의 과정을 운전이 종료될 까지 반복하여 수행하며, 반대로 차량(10)의 운전이 종료된 경우 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 프로세스를 종료한다.
한편, 단계(S14)에서 안정 상태의 판단 결과 안정 상태가 아닌 경우, 하이브리드 카시트 장치(100)는 카시트(20)에 앉아 있는 영유아의 배고픔 상태인지 여부를 판단한다(S16).
단계(S16)의 판단 결과 영유아가 배고픔 상태인 경우 하이브리드 카시트 장치(100)는 배고픔 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하고, 구동부(150) 중 차량 컵홀더에 달린 다관절 로봇에 의한 카시트(20)의 상단의 전면부로부터 미리 설정된 거리 상으로 컵홀더에 고정된 빨대컵을 이동 제어함으로써(S17), 영유아가 빨대컵을 이용하여 스스로 빨대컵에 사전에 넣어놓은 식수나 음식물을 섭취할 수 있도록 할 수 있다.
단계(S17)에서 하이브리드 카시트 장치(100)는 차량 디스플레이(130)로 배고픔 상태를 음성 및/또는 텍스트 메시지로 출력할 수 있으며, 단계(S17) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 차량(10)의 운전 종료 여부를 구동부(150)를 구성하는 엔진부 또는 시동부의 상태를 확인한다(S20).
단계(S20)의 확인 결과 차량(10)의 운전이 종료되지 않은 경우 하이브리드 카시트 장치(100)는 단계(S11)로 회귀하여 단계(S11) 내지 단계(S17), 그리고 단계(S20)의 과정을 운전이 종료될 까지 반복하여 수행하며, 반대로 차량(10)의 운전이 종료된 경우 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 프로세스를 종료한다.
한편, 단계(S16)의 판단 결과 배고픔 상태가 아닌 경우, 하이브리드 카시트 장치(100)는 영유아가 졸림 상태인지 여부를 판단한다(S18).
단계(S18)의 판단 결과 영유아가 졸린 경우, 하이브리드 카시트 장치(100)는 졸림 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하고 구동부(150) 중 트립 오디오에 대한 제어를 통해 자장가 출력한다(S19).
단계(S19)에서 하이브리드 카시트 장치(100)는 졸림 상태인 경우, 차량 디스플레이(130)로 졸림 상태를 음성 및/또는 텍스트 메시지로 출력할 수 있으며, 단계(S19) 이후, 하이브리드 카시트 장치(100)는 차량(10)의 운전 종료 여부를 구동부(150)를 구성하는 엔진부 또는 시동부의 상태를 확인한다(S20).
단계(S20)의 확인 결과 차량(10)의 운전이 종료되지 않은 경우 그리고 단계(S18)의 판단 결과 졸림 상태가 아닌 경우 하이브리드 카시트 장치(100)는 단계(S11)로 회귀하여 단계(S11) 내지 단계(S20)의 과정을 운전이 종료될 까지 반복하여 수행하며, 반대로 차량(10)의 운전이 종료된 경우 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 프로세스를 종료한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1 : 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 시스템(1)
10 : 차량
20 : 카시트
100 : 하이브리드 카시트 장치
110 : 센서모듈
111 : 호흡 감지센서
112 : 움직임 감지센서
113 : 뇌파 감지센서
114 : 맥박 측정센서
115 : 제 1 벨트 압력센서
116 : 제 2 벨트 압력센서
120 : 제어부
121 : 용변 상태 알림 모듈
122 : 안정성 알림 모듈
123 : 배고픔 알림 모듈
124 : 졸림 알림 모듈
125 : 영유아 기분 알림 모듈
126 : 위급 상황 알림 모듈
130 : 차량 디스플레이
140 : 송수신부
150 : 구동부
200 : 네트워크
300 : 운전자 모바일 디바이스
400 : 빅데이터 서버
500 : 119 구급 서버

Claims (10)

  1. 하이브리드 카시트 장치(100)가 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 복수의 센서로부터 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 제 1 단계; 및
    하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 미리 설정된 분석 알고리즘을 이용해 영유아의 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력하는 제 2 단계; 를 포함하고,
    상기 영유아의 상태는 용변 상태 및 용변 준비 상태를 포함하고, 상기 센서모듈(110)이 영유아의 움직임, 뇌파 및 맥박을 감지하여 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 단계는,
    하이브리드 카시트 장치(100)가 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 호흡 감지센서(111)로부터 호흡량 측정치, 움직임 감지센서(112)로부터 움직임 자유도 측정치, 뇌파 감지센서(113)로부터 뇌파 측정치, 맥박 측정센서(114)로부터 맥박 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)을 구성하는 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    하이브리드 카시트 장치(100)가 센서모듈(110)로부터 수신된 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분으로 분석한 뒤, 각 뇌파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 단계 이후,
    하이브리드 카시트 장치(100)는 뇌파 감지센서(113) 외에 센서모듈(110)을 구성하는 다른 센서로부터 수신된 측정치를 통해 영유아의 안정성, 배고픔, 졸림 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)를 통해 출력하는 제 3 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치를 이용한 영유아 안전 제공 방법.
  6. 차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 복수의 센서로부터 측정치를 수신시 저장하는 저장부(160); 및
    센서모듈(110)로부터 수신된 측정치를 미리 설정된 분석 알고리즘을 이용해 영유아의 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)로 출력하는 제어부(120); 를 포함하고,
    상기 영유아의 상태는 용변 상태 및 용변 준비 상태를 포함하고, 상기 센서모듈(110)이 영유아의 움직임, 뇌파, 및 맥박를 감지하여 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 제어부(120)는,
    차량(10)과 카시트(20)에 분산되어 구성된 센서모듈(110)을 구성하는 호흡 감지센서(111)로부터 호흡량 측정치, 움직임 감지센서(112)로부터 움직임 자유도 측정치, 뇌파 감지센서(113)로부터 뇌파 측정치, 맥박 측정센서(114)로부터 맥박 측정치를 수신하여 저장부(160)에 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 제어부(120)는,
    센서모듈(110)을 구성하는 뇌파 감지센서(113)에 의해 측정된 뇌파 측정치를 분석하고, 뇌파 측정치를 이용하여 영유아의 기분 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 제어부(120)는,
    센서모듈(110)로부터 수신된 뇌파 측정치가 델타파인 경우면 수면상태로 분석하며, 알파파인 경우 안정 상태로 분석하며, 세타(theta)파인 경우 불안 및 주위산만 상태로 분석하며, 베타파인 경우 스트레스 상태로 분석하며, 감마파인 경우 흥분으로 분석한 뒤, 각 뇌파에 따른 영유아의 기분 상태를 차량 디스플레이(130)로 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치.
  10. 청구항 6에 있어서, 제어부(120)는,
    뇌파 감지센서(113) 외에 센서모듈(110)을 구성하는 다른 센서로부터 수신된 측정치를 통해 영유아의 안정성, 배고픔, 졸림 상태를 분석하여 차량 디스플레이(130)를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 카시트 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150379362A1 (en) 2013-02-21 2015-12-31 Iee International Electronics & Engineering S.A. Imaging device based occupant monitoring system supporting multiple functions
US20180082563A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-22 Breianna Cristella Car seat monitor
US20180289259A1 (en) 2013-03-11 2018-10-11 Children's Healthcare Of Atlanta, Inc. Systems and methods for detection of cognitive and developmental conditions

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101032913B1 (ko) * 2009-04-13 2011-05-06 경북대학교 산학협력단 뇌파 분석 시스템 및 그 방법
KR101939119B1 (ko) * 2017-01-25 2019-01-17 한양대학교 에리카산학협력단 유아용 상태 전송 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150379362A1 (en) 2013-02-21 2015-12-31 Iee International Electronics & Engineering S.A. Imaging device based occupant monitoring system supporting multiple functions
US20180289259A1 (en) 2013-03-11 2018-10-11 Children's Healthcare Of Atlanta, Inc. Systems and methods for detection of cognitive and developmental conditions
US20180082563A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-22 Breianna Cristella Car seat monitor

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