KR102417890B1 - 운전자 상태 감시 장치 및 방법 - Google Patents

운전자 상태 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전자 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는, 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나에 배치된 복수의 센서, 상기 차량의 시동이 온 되면 상기 복수의 센서에 의해 측정되는 각 음원의 특성 정보를 분석하는 음원 분석부, 상기 각 음원의 특성 정보 분석 결과에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하고, 상기 음원들의 측정 시간 및 해당 음원을 측정한 각 센서의 위치에 근거하여 음원 발생 위치를 확인하는 음원 위치 확인부, 및 상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치 및 상기 음원들의 특성 정보에 근거하여 상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부를 포함한다.

Description

운전자 상태 감시 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING STATUS OF DRIVER}
본 발명은 운전자 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 피로한 상태에서 운전을 하다가 사고로 이어지는 경우가 많이 발생하고 있다. 이에, 종래에는 운전자의 생체신호, 예를 들어, 심전도 또는 근전도를 측정하여 운전자의 상태를 감시하고, 운전자의 상태에 따른 조치를 행하였다.
하지만, 운전자의 심전도 또는 근전도와 같은 생체신호를 측정하기 위해서는 신체 전기현상을 측정하는 센서를 운전자의 피부에 직접 접촉시켜야 하므로 사용에 많은 제약이 따른다.
본 발명의 목적은, 운전자의 피부에 직접적인 접촉 없이 소리 측정을 통해 운전자의 상태를 감시하도록 한 운전자 상태 감시 장치 및 방법을 제공함에 있다.
특히, 본 발명의 목적은 차량에 탑재된 마이크(또는 청진기 등)를 활용하여 운전자의 심박 또는 호흡의 소리를 취득하고 차량 내 잡음을 제거하여, 취득한 소리를 기반으로 운전자의 상태를 감시하도록 한 운전자 상태 감시 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나에 배치된 복수의 센서, 상기 차량의 시동이 온 되면 상기 복수의 센서에 의해 측정되는 각 음원의 특성 정보를 분석하는 음원 분석부, 상기 각 음원의 특성 정보 분석 결과에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하고, 상기 음원들의 측정 시간 및 해당 음원을 측정한 각 센서의 위치에 근거하여 음원 발생 위치를 확인하는 음원 위치 확인부, 및 상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치 및 상기 음원들의 특성 정보에 근거하여 상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 차량의 시동이 온 되면 상기 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나에 배치된 복수의 센서에 의해 음원을 측정하는 단계, 상기 측정된 각 음원의 특성 정보를 분석하는 단계, 상기 각 음원의 특성 정보 분석 결과에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하고, 상기 음원들의 측정 시간 및 해당 음원을 측정한 각 센서의 위치에 근거하여 음원 발생 위치를 확인하는 단계, 및 상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치 및 상기 음원들의 특성 정보에 근거하여 상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 운전자의 피부에 직접적인 접촉 없이 차량에 탑재된 마이크(또는 청진기 등)를 활용하여 운전자의 심박 또는 호흡의 소리 측정을 통해 운전자의 상태를 감시할 수 있는 효과가 있으며, 그로 인해 운전자의 상태에 따른 조치를 취함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 장치가 적용된 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 장치가 적용된 차량을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 운전자 상태 감시 장치(100)는 차량(10)의 시트 등받이(11) 및 안전벨트(15) 중 적어도 하나의 일 영역에 부착된 센서들로부터 음원 데이터가 입력되면, 입력된 음원 데이터의 발생 위치 및 음원 특성에 따라 심음 및/또는 호흡과 노이즈를 구분한다. 이때, 운전자 상태 감시 장치(100)는 운전자의 심음 및/또는 호흡에 따라 운전자의 상태를 판단하고, 그에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 운전자 상태 감시 장치(100)는 차량(10)의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 운전자 상태 감시 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
이에, 운전자 상태 감시 장치(100)의 세부 구성은 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 운전자 상태 감시 장치(100)는 제어부(110), 인터페이스부(120), 센서부(130), 통신부(140), 저장부(150), 음원 분석부(160), 음원 위치 확인부(170) 및 운전자 상태 판단부(180)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(110)는 운전자 상태 감시 장치(100)의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.
인터페이스부(120)는 사용자로부터의 제어 명령을 입력 받기 위한 입력수단과 운전자 상태 감시 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 출력수단을 포함할 수 있다.
여기서, 입력수단은 키 버튼을 포함할 수 있으며, 마우스, 조이스틱, 조그 셔틀, 스타일러스 펜 등을 포함할 수도 있다. 또한, 입력수단은 디스플레이 상에 구현되는 소프트 키를 포함할 수도 있다.
출력수단은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 스피커와 같은 음성출력수단을 포함할 수도 있다. 이때, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 터치 센서가 디스플레이에 구비되는 경우, 디스플레이는 터치 스크린으로 동작하며, 입력수단과 출력수단이 통합된 형태로 구현될 수 있다.
이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
센서부(130)는 운전자로부터 발생하는 소리를 수집하고, 수집한 소리에 대한 음원 데이터를 출력하는 센서를 포함할 수 있다. 일 예로, 센서는 운전자의 심박 소리 및/또는 호흡 소리를 수집하는 마이크, 청진기 등을 포함할 수 있다. 물론, 센서는 마이크, 청진기 외에도 운전자의 심박 소리, 호흡 소리 등을 수집할 수 있는 소자라면 어느 것이든 해당 될 수 있음은 당연한 것이다.
여기서, 센서는 복수 개일 수 있으며, 복수의 센서는 적어도 세 개 이상의 센서를 포함할 수 있다. 도 2에서 센서부(130)는 세 개의 센서, 즉, 제1 센서(131), 제2 센서(133) 및 제3 센서(135)를 포함할 수 있다.
제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)는 차량의 시트 등받이 상의 서로 다른 위치에 각각 배치될 수 있다. 또한, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)는 차량 시트의 안전벨트 상의 서로 다른 위치에 각각 배치될 수도 있다. 또한, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135) 중 일부는 차량의 시트 등받이 상에, 나머지 일부는 차량 시트의 안전벨트 상에 각각 배치될 수 있다.
이때, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)는 모두 차량에 탑승한 운전자의 서로 다른 신체 부위에 대면하도록 배치된 것으로 한다.
일 예로, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135) 중 두 개의 센서는 운전자의 심장 및 폐와 가까운 위치에 각각 배치될 수 있다.
만일, 차량에 탑승한 운전자의 체내 또는 운전자의 입 주변에서 소리가 발생하면, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)는 각 센서가 배치된 위치에서 운전자의 체내 또는 운전자의 입 주변에서 발생된 소리를 각각 수집할 수 있다.
물론, 본 발명의 실시예에서는 세 개의 센서가 구비된 것을 예로 하여 설명하나, 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나 배치되는 센서의 개수는 어느 하나에 한정되는 것은 아니며, 그 이상 배치될 수도 있다.
통신부(140)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 통신모듈은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(140)는 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 통신모듈을 포함할 수도 있다.
여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이 파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.
저장부(150)는 운전자 상태 감시 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
저장부(150)는 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 각각 수집된 음원 데이터가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(150)는 제1 센서(131) 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 각각 수집된 음원 데이터의 특성을 분석하고, 각 음원의 위치를 확인하기 위한 명령 및/또는 알고리즘이 저장될 수 있다.
여기서, 저장부(150)는 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
음원 분석부(160)는 제1 센서(131) 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 수집된 소리의 음원 데이터를 분석한다. 이때, 음원 분석부(160)는 각 음원 데이터의 특성, 예를 들어, 주파수, 측정 시간, 지속 시간, 음압, 발생 빈도 및 발생 패턴 등을 분석할 수 있다.
하나의 소리에 대해 제1 센서(131) 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 측정되는 음원은 주파수 및 지속 시간이 동일하다. 하지만, 동일한 소리라 하더라도 각 센서의 위치가 상이하기 때문에, 제1 센서(131) 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 측정되는 음원의 측정 시간 및 음압은 달라질 수 있다.
일 예로, 운전자의 심박 소리는 운전자의 가슴 부위에 배치된 제1 센서(131) 및 제2 센서(133)에 의해 측정되는 음원의 측정 시간가 더 빠르고, 가슴에서 멀리 배치된 제3 센서(135) 에 의해 측정되는 음원의 측정 시간이 더 늦게 된다.
따라서, 음원 위치 확인부(170)는 제1 센서(131) 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 측정된 각 음원의 주파수, 측정 시간, 지속 시간 및 음압 등을 이용하여 음원 발생 위치를 확인할 수 있다. 이때, 운전자의 심박 소리 및 호흡 소리와, 외부에서 발생하는 음원은 음원 특성 및 음원 발생 위치가 다르다.
이에 대한 실시예는 도 3a 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 3a는 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)가 배치된 위치 및 음원 발생 위치를 나타낸 것이다.
도 3a를 참조하면, 제1 센서(131)는 운전자의 왼쪽 가슴 부위에 배치되고, 제2 센서(133)는 운전자의 오른쪽 가슴 부위에 배치되고, 제3 센서(135)는 운전자의 복부 부위에 배치될 수 있다.
이때, 운전자의 체내의 심박 소리(311)와 외부의 노이즈(321)가 발생하게 되면, 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)는 심박 소리(311)와 노이즈(321)에 해당하는 음원을 각각 측정할 수 있다.
도 4는 심박 소리(311)와 노이즈(321) 및 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)에 의해 측정된 음원을 나타낸 것이다.
먼저, 도 4의 (a)는 심박 음원을 나타낸 것이고, (b)는 노이즈 음원을 나타낸 것이다. 또한, 도 4의 (c)는 제1 센서(131)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이고, (d)는 제2 센서(133)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이며, (e)는 제3 센서(135)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이다.
심박 음원은 운전자의 심장에서 발생하는 하나의 소리에 해당하기 때문에, 각 센서에 의해 측정되는 심박 음원은 모두 동일한 주파수 및 지속 시간을 갖는다. 도 4의 (c) 내지 (e)의 음원들(431, 441, 451)은 모두 심박 음원(411)과 동일한 주파수 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 심박 음원은 운전자의 심장에서 발생하는 소리이기 때문에, 심장으로부터 가까운 위치에 배치된 센서의 순서에 따라 심박 음원의 측정 시간가 빨라진다. 다시 말해, 운전자의 왼쪽 가슴 부위에 배치된 제1 센서(131)에 의해 심박 음원이 가장 먼저 측정될 수 있으며, 다음으로 제2 센서(133) -> 제3 센서(135) 순으로 심박 음원이 측정될 수 있다. 또한, 소리 발생원에서 가까울수록 해당 센서에 의해 측정되는 음원의 음압은 커질 수 있다.
한편, 노이즈 또한 하나의 소리에 해당하기 때문에, 각 센서에 의해 측정되는 심박 음원은 모두 동일한 주파수 및 지속 시간을 갖는다. 도 4의 (c) 내지 (e)의 음원들(435, 445, 455)은 모두 노이즈 음원(421)과 동일한 주파수 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 노이즈 음원(421)과 같은 주파수 특성을 갖는 음원들(435, 445, 455, 465)은 제3 센서(135) -> 제1 센서(131) -> 제2 센서(133) 순으로 음원이 측정되었기 때문에, 해당 노이즈 음원의 발생 위치는 제3 센서(135)의 위치에 가까운 운전자의 왼쪽 하부 방향임을 알 수 있다.
따라서, 음원 위치 확인부(170)는 제1 센서(131) 및 제3 센서(135)에 의해 측정된 음원들 중 주파수 특성에 따라 동일한 신호원으로부터 측정된 음원을 구분하고, 동일한 신호원으로부터 측정된 음원의 측정 시간 및 음압과 해당 음원을 측정한 센서의 위치에 따라 음원 발생 위치를 확인할 수 있다.
도 3b는 도 3a와 다른 실시예를 나타낸 것으로, 네 개의 센서, 즉, 제1 센서(131) 내지 제4 센서(137)가 배치된 위치 및 음원 발생 위치를 나타낸 것이다.
도 3b를 참조하면, 제1 센서(131)는 운전자의 왼쪽 가슴 부위에 배치되고, 제2 센서(133)는 운전자의 오른쪽 가슴 부위에 배치되고, 제3 센서(135)는 운전자의 오른쪽 하복부 부위에 배치되며, 제4 센서(137)는 운전자의 왼쪽 하복부 부위에 배치될 수 있다.
이때, 운전자의 체내의 심박 소리(311)와 외부의 노이즈(321)가 발생하게 되면, 제1 센서(131) 내지 제4 센서(137)는 심박 소리(311)와 노이즈(321)에 해당하는 음원을 각각 측정할 수 있다.
도 5는 심박 소리(311)와 노이즈(321) 및 제1 센서(131) 내지 제4 센서(137)에 의해 측정된 음원을 나타낸 것이다.
먼저, 도 5의 (a)는 심박 음원을 나타낸 것이고, (b)는 노이즈 음원을 나타낸 것이다. 또한, 도 5의 (c)는 제1 센서(131)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이고, (d)는 제2 센서(133)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이며, (e)는 제3 센서(135)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이고, (f)는 제4 센서(137)에 의해 측정된 음원들을 나타낸 것이다.
심박 음원은 운전자의 심장에서 발생하는 하나의 소리에 해당하기 때문에, 각 센서에 의해 측정되는 심박 음원은 모두 동일한 주파수 및 지속 시간을 갖는다. 도 5의 (c) 내지 (f)의 음원들(431, 441, 451, 461)은 모두 심박 음원(411)과 동일한 주파수 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 심박 음원은 운전자의 심장에서 발생하는 소리이기 때문에, 심장으로부터 가까운 위치에 배치된 센서의 순서에 따라 심박 음원의 측정 시간가 빨라진다. 다시 말해, 운전자의 왼쪽 가슴 부위에 배치된 제1 센서(131)에 의해 심박 음원이 가장 먼저 측정될 수 있으며, 다음으로 제2 센서(133) -> 제3 센서(135) -> 제4 센서(137) 순으로 심박 음원이 측정될 수 있다. 또한, 소리 발생원에서 가까울수록 해당 센서에 의해 측정되는 음원의 음압은 커질 수 있다.
한편, 노이즈 또한 하나의 소리에 해당하기 때문에, 각 센서에 의해 측정되는 심박 음원은 모두 동일한 주파수 및 지속 시간을 갖는다. 도 5의 (c) 내지 (f)의 음원들(435, 445, 455, 465)은 모두 노이즈 음원(421)과 동일한 주파수 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 노이즈 음원(421)과 같은 주파수 특성을 갖는 음원들(435, 445, 455, 465)은 제4 센서(137) -> 제3 센서(135) -> 제1 센서(131) -> 제2 센서(133) 순으로 음원이 측정되었기 때문에, 해당 노이즈 음원의 발생 위치는 제4 센서(137)의 위치에 가까운 운전자의 왼쪽 하부 방향임을 알 수 있다.
운전자 상태 판단부(180)는 음원 특성 및 음원 발생 위치에 근거하여 운전자의 심박 소리 및 호흡 소리를 판단할 수 있으며, 심박 소리 및 호흡 소리와 노이즈를 구분해 낼 수 있다.
일 예로, 심박 소리 및 호흡 소리는 모두 운전자의 가슴 위치에서 발생할 수 있다. 다만, 심박 소리는 초당 1회 정도의 음원이 발생할 수 있으며, 호흡 소리는 4초당 1회 정도의 음원이 발생할 수 있다. 이와 같이, 심박 소리 및 호흡 소리는 발생 빈도 및 발생 패턴이 상이하다.
따라서, 운전자 상태 판단부(180)는 심박 소리 및 호흡 소리에 해당하는 음원 데이터를 실시간으로 감시하며 운전자의 상태를 판단할 수 있다.
만일, 심박 소리의 발생 빈도가 정해진 범위 내에서 높은 것으로 확인되면, 운전자 상태 판단부(180)는 운전자가 긴장 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 운전자의 긴장 완화를 위해 미리 설정된 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(110)는 차량 내 MP3 장치를 제어하여 긴장 완화용 음악 컨텐츠를 제공할 수 있으며, 전화 연결과 같은 추가 부하요소를 제한할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 내비게이션 장치의 길 안내 주기를 더 짧게 설정할 수 있다.
만일, 심박 소리의 발생 빈도가 정해진 범위를 초과하거나 발생 패턴이 불규칙하게 변하는 경우, 제어부(110)는 운전자의 심장에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 운전자의 위급 상황에 대처하기 위해 미리 설정된 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(110)는 미리 등록된 전화번호로 통화 연결을 시도하거나, 미리 등록된 메시지를 송신할 수 있다.
또한, 호흡 소리의 발생 빈도가 낮고, 하품에 의해 지속 시간이 길고 음압이 큰 마찰음이 발생하는 등 발생 패턴이 불규칙하게 변하는 경우, 운전자 상태 판단부(180)는 운전자가 졸린 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 운전자의 졸음을 깨우기 위해 미리 설정된 동작을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(110)는 차량 내 MP3 장치를 제어하여 볼륨을 크게 조절할 수 있으며, 차량 시트 또는 스티어링 휠의 지압 장치를 동작시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 상태 감시 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 운전자 상태 감시 장치(100)는 운전자가 차량의 시트에 착석하여 안전벨트를 착용하면, 차량의 안전벨트 및 시트 등받이에 배치된 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)를 통해 이후 발생되는 소리를 측정한다(S110).
이때, 운전자 상태 감시 장치(100)는 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)에 의해 측정된 각 음원을 분석한다(S120). 'S120' 과정에서, 운전자 상태 감시 장치(100)는 각 음원의 특성 정보, 예를 들어, 주파수, 측정 시간, 지속 시간, 음압, 발생 빈도 및 발생 패턴 등을 분석할 수 있다.
운전자 상태 감시 장치(100)는 'S120' 과정을 통해 분석된 각 음원의 특성 정보를 이용하여 음원 발생 위치를 확인한다(S130). 이때, 운전자 상태 감시 장치(100)는 제1 센서(131) 내지 제3 센서(135)에 의해 측정된 음원들 중 주파수 특성에 따라 동일한 신호원으로부터 측정된 음원을 구분하고, 동일한 신호원으로부터 측정된 음원의 측정 시간 및 음압과 해당 음원을 측정한 센서의 위치에 따라 음원 발생 위치를 확인할 수 있다.
이후, 운전자 상태 감시 장치(100)는 'S130' 과정에서 확인된 음원 발생 위치 및 음원 특성에 근거하여 운전자의 심박 소리 및 호흡 소리를 확인하고, 심박 소리 및 호흡 소리의 확인 결과를 토대로 운전자의 상태를 판단할 수 있다(S140).
운전자 상태 감시 장치(100)는 'S140' 과정에서 운전자의 상태를 판단 결과, 운전자가 이상 상태인 것으로 확인되면, 그에 대응하는 제어 동작을 수행하도록 한다(S150).
일 예로, 운전자 상태 감시 장치(100)는 운전자가 긴장 상태, 졸린 상태, 심장 이상 상태 중 어느 하나로 확인되면, 운전자의 긴장 상태 또는 졸린 상태를 해소하거나, 심장 이상 상태에 대처하기 위한 제어 동작을 수행할 수 있다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 장치는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 마이크로 프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 운전자 상태 감시 장치 110: 제어부
120: 인터페이스부 130: 센서부
131: 제1 센서 133: 제2 센서
135: 제3 센서 140: 통신부
150: 저장부 160: 음원 분석부
170: 음원 위치 확인부 180: 운전자 상태 판단부

Claims (20)

  1. 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나에 배치된 복수의 센서;
    상기 차량의 시동이 온 되면 상기 복수의 센서에 의해 측정되는 각 음원의 특성 정보를 분석하는 음원 분석부;
    상기 각 음원의 특성 정보 분석 결과에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하고, 상기 음원들의 측정 시간 및 해당 음원을 측정한 각 센서의 위치에 근거하여 음원 발생 위치를 확인하는 음원 위치 확인부; 및
    상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치 및 상기 음원들의 특성 정보에 근거하여 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 운전자 상태 판단부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 센서는,
    상기 차량에 탑승한 운전자의 서로 다른 신체 부위에 대면하도록 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 센서가 배치된 각각의 위치 정보가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 센서는,
    적어도 세 개 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 음원 분석부는,
    상기 복수의 센서에 의해 측정된 각 음원의 주파수, 측정 시간, 지속 시간, 음압, 발생 빈도 및 발생 패턴 중 하나 이상을 분석하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 음원 위치 확인부는,
    상기 각 음원의 주파수 및 지속 시간 정보에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 음원 위치 확인부는,
    상기 음원들의 측정 시간, 음압 및 해당 음원을 측정한 센서의 위치 정보에 근거하여 상기 음원 발생 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자 상태 판단부는,
    상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치, 상기 음원들의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 심박 음원 및 호흡 음원을 구분하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 운전자 상태 판단부는,
    상기 심박 음원 및 호흡 음원의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 상기 운전자의 긴장 상태, 졸린 상태 또는 이상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 운전자의 긴장 상태, 졸린 상태 또는 이상 상태에 따라 미리 정해진 제어 동작을 처리하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자 상태 판단부는,
    상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치, 상기 음원들의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 노이즈 음원을 구분하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 장치.
  12. 차량의 시동이 온 되면 상기 차량의 시트 등받이 및 안전벨트 중 적어도 하나에 배치된 복수의 센서에 의해 음원을 측정하는 단계;
    상기 측정된 각 음원의 특성 정보를 분석하는 단계;
    상기 각 음원의 특성 정보 분석 결과에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하고, 상기 음원들의 측정 시간 및 해당 음원을 측정한 각 센서의 위치에 근거하여 음원 발생 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치 및 상기 음원들의 특성 정보에 근거하여 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 복수의 센서는,
    상기 차량에 탑승한 운전자의 서로 다른 신체 부위에 대면하도록 각각 배치되고,
    상기 복수의 센서가 배치된 각각의 위치 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 각 음원의 특성 정보를 분석하는 단계는,
    상기 복수의 센서에 의해 측정된 각 음원의 주파수, 측정 시간, 지속 시간, 음압, 발생 빈도 및 발생 패턴 중 하나 이상을 분석하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 음원 발생 위치를 확인하는 단계는,
    상기 각 음원의 주파수 및 지속 시간 정보에 근거하여 동일한 신호원에 의해 측정된 음원들을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 음원 발생 위치를 확인하는 단계는,
    상기 음원들의 측정 시간, 음압 및 해당 음원을 측정한 센서의 위치 정보에 근거하여 상기 음원 발생 위치를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 단계 이전에, 상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치, 상기 음원들의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 심박 음원 및 호흡 음원을 구분하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 단계는,
    상기 심박 음원 및 호흡 음원의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 상기 운전자의 긴장 상태, 졸린 상태 또는 이상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 운전자의 긴장 상태, 졸린 상태 또는 이상 상태에 따라 미리 정해진 제어 동작을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
  20. 청구항 12에 있어서,
    상기 운전자의 심박 및 호흡 상태를 판단하는 단계 이전에, 상기 음원들에 대해 확인된 음원 발생 위치, 상기 음원들의 발생 빈도 및 패턴에 근거하여 노이즈 음원을 구분하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전자 상태 감시 방법.
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