KR102452213B1 - 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법 - Google Patents

멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 내에 탑재되며 멀미를 유발하는 특정 주파수 영역을 상쇄시키는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법에 관한 것으로, 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지하는 주파수 감지부, 상기 주파수 감지부에서 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄주파수를 산출하는 상쇄 주파수 산출부 및 스피커를 통해 출력되는 음향에 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 음향 출력부를 포함하는, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치에 의해 차량 내에 탑승자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 인식하지 못한 상태에서도 멀미 현상을 완화시킬 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공할 수 있다는 효과가 도출된다.

Description

멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법{Apparatus and Method for Imjecting Audio frequency to Prevent of Motion sickness}
본 발명은 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량 내에 탑재되며 멀미를 유발하는 특정 주파수 영역을 상쇄시키는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가청 주파수에 해당하는 16 Hz 내지 20 kHz의 범위를 벗어나는 주파수 대역의 음파인 초음파가 검사 분야 또는 탐사 분야를 비롯한 다양한 산업 분야에서 응용된다.
그런데 멀미를 유발하는 움직임은 매우 느린 것이다. #ISO 2631-1 국제 표준을 보면 0.1~0.63 Hz 의 운동이 주로 멀미를 유발한다고 기술되어 있다.
일예로 정지해 있는 낚시배가 파도 위에서 배가 출렁이는데 이 때 주파수가 멀미를 유발하기 쉬운 주파수이다. 이때 움직임이 있다고 멀미가 바로 나타나는 것은 아니고, 일정 시간이 지나면서 증상이 시작되고 점점 심해지게된다. 사람마다 편차가 심하긴 하지만 멀미는 인체의 주변 환경의 움직임에 의해 발생한다.
한편, 멀미(motion sickness)는 사람이 오랜 기간동안 하나 이상의 특정한 거동(motion: 동작)에 노출될 때 발생할 수 있다. 게다가, 온도, 냄새, 감정(mood) 및 소화력(digestion) 등과 같은 인자(factor)가 멀미를 촉진하는 역할을 할 수 있다.
가장 잘 알려진 형태의 멀미로는 배멀미와 차멀미가 있다. 특히 후자의 변형은 특히 어린이에게 빈번하게 발생한다. 일반적으로 멀미, 특별히 차멀미를 억제하기 위해 이미 많은 해결책이 제안되어 있다.
예컨대, 드라이브 전에 이따금씩 섭취할 필요가 있고, 그 후 메스꺼움과 같은 멀미 및 따르는 임상 픽처(clinical picture)를 억제하는데 도움이 되는 시판되고 있는 조제의 예방약이 있다. 이들 알려진 예방약은 일반적으로 그에 따른 부작용 우려가 있기때문에 모든 사람 또는 모든 상황에 알맞은 것은 아니다.
게다가, 차량 운행중 멀미가 날지 여부를 확신할 수 없기 때문에 미리 예방약을 섭치하는 방법은 약물 남용의 문제가 발생될 수 있다.
예컨대 미국특허 제5,647,835호 및 제5,161,196호로부터, 작용이 감각, 특히 시각 및 청각에기초를 두고 있는 차멀미 예방책이 알려져 있다. 특정의 청각 또는 시각신호는 차단되거나, 또는 인공의 구역질나게하지 않는 감각신호로 대체된다. 예컨대, 승객에게 인공의 시각 및/또는 청각범위를 제공하는 것이 알려져 있다.
그러나, 이들 해결책은 복잡하고 값비싼 장비를 필요로 하고, 이로써 버스 또는 승용차에 있어서 실질적으로 일상에 적용하기에는 다소 무리가 있다.
KR 102117879 B1 KR 1020080107820 A US5,647,835 B1 US5,161,196 B1
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 도출된 것으로, 차량 내에 탑승자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 인식하지 못한 상태에서도 멀미 현상을 완화시킬 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 인공지능으로 운전자의 졸음운전을 감지하여 고주파 음향을 출력함으로써 졸음 운전을 방지할 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공하고자 한다.
뿐만 아니라, 차량 내에 탑승자가 없는 경우에는 다른 동물이나 벌레, 해충이 불쾌감을 느낄 수 있는 초고주파 주파수의 음향을 출력함으로써 차량 내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치는 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지하는 주파수 감지부, 상기 주파수 감지부에서 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄주파수를 산출하는 상쇄 주파수 산출부 및 스피커를 통해 출력되는 음향에 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 음향 출력부를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 있어서, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치의 상기 특정 주파수는 0.1 내지0.7Hz인 것을 특징으로한다.
본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지하는 인공지능 감지부를 더 포함하고, 상기 음향 출력부는, 상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면, 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다.
한편, 주파수 감지부, 상쇄 주파수 산출부 및 음향 출력부를 포함하는 음향 주파수 주입장치에서 수행되는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법은, 주파수 감지부가 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지하는 단계, 상쇄 주파수 산출부가 상기 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출하는 단계 및 음향 출력부가 스피커를 통해 출력되는 음향에 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 있어서, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법의 상기 특정 주파수는 0.1 내지0.7Hz인 것을 특징으로한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법은 인공지능 감지부가 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 출력하는 단계는, 상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면, 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 차량 내에 탑승자가 별도의 조치를 취하지 않더라도 인식하지 못한 상태에서도 멀미 현상을 완화시킬 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공할 수 있다는 효과가 도출된다.
또한, 인공지능으로 운전자의 졸음운전을 감지하여 고주파 음향을 출력함으로써 졸음 운전을 방지할 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 차량 내에 탑승자가 없는 경우에는 다른 동물이나 벌레, 해충이 불쾌감을 느낄 수 있는 초고주파 주파수의 음향을 출력함으로써 차량 내 환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 주파수 주입 장치의 상쇄 주파수 산출부의 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화시키기 위한 음향 주파수 주입 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치의 구성을 도시한 블록도이다.
일반적으로 20Hz이하 혹은 20KHz 이하의 음향적 진동 주파수(Frequency)는 인간의 귀로는 들을 수 없는 주파수 음역대이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치(10)는 이같은 주파수 특징을 이용하여 자동차의 현수장치에서 올라오는 고유 특정 주파수와 인체 고유 주파수가 겹치게 되면서 생기는 현상인 서징현상(맥동맥현상)이 인체에 어지럼, 메스꺼움, 구토, 두통을 유발시킨다는 사실에 기인하여 어지럼, 메스꺼움, 구토, 두통증상을 포함하는 멀미 현상을 완화시킬 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 이때 자동차의 현수장치의 고유 진동 특성은 60 내지120Hz 범위의 주파수를 가진다.
일반적으로 귓속 평형 기관이 가장 민감하게 느끼는 외부 주파수는 0.25~0.32Hz이다.
일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치(10)는 차량 운행시에 차량 내부에서 발생되는 시동음이나, 진동, 소음에 의한 주파수를 감지하고, 그 중 탑승자에게 멀미를 유발시킬 수 있는 특정 주파수를 상쇄시킴으로써 멀미 현상을 완화시킨다.
즉, 일실시예에 따른 음향 주파수 주입장치(10)는 울렁증이나 구토를 유발시키는 특정 주파수에 음향 주파수의 인위적인 진동의 고유 진동수가 겹치도록 서징현상을 이용하여 특정 주파수를 상쇄시킴으로써 멀미 현상을 완화시킬 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화 시키기위한 음향 주파수 주입장치(10)는 인공지능 기술을 도입하여 운전자의 컨디션을 감지하고, 감지 결과를 자동차 전자제어장치(ECU:electronic control unit)로 전달한다.
일 실시예에 따른 음향 주파수 주입 장치(10)는 운전자의 컨디션을 파악하고 그에 따라 음향 주파수 조절 신호를 생성하여 차량 내에 음향 주파수를 출력함으로써 운전자의 뇌파에 전달하여 기분을 좋게 만들어줄 수도 있다. 일반적으로 사람이 안정감을 느끼는 Bpm : tempo(음악의 빠르기)는 80Bpm이다. 이는 사람의 심장박동 평균 속도이기 때문에 발라드 음악에서도 80Bpm이 많이 쓰이기도 한다. 바람직하게는 운전자의 기분을 좋게 만들어주기 위해서 80Bpm의 주파수를 주입하여 음향 형태로 출력해줄 수 있다.
일 실시예에 따른 음향 주파수 주입장치(10)는 블루투스등을 연결한 음원 출력 스피커에서 소리를 출력할 때 같이 특정 주파수를 주입하여 스피커로 출력되는 음향에 투입시켜주도록 구현된다.
음향 주파수 주입장치(10)는 스피커 장치 옆에 설치되는 주파수 증폭기를 포함하도록 구현될 수도 있고, 스피커 안에 내장되는 주파수를 발생시키는 센서칩을 포함하도록 구현될 수도 있다.
음향 주파수의 진동이 물체의 고유 진동수와 접촉이 된다는 전제하에 전술한 바와 같이, 일반적인 차량 설계학에 근거하여 쇽업쇼바의 고유 진동수는 약 60~120Hz이다. 또한 인간이 걸을때 진동수가 60Hz이고, 뛸때 120hz이다. 따라서 차량이나 선박에 탑승시에 멀미 현상을 느끼는 이유는 사람이 가진 주파수와 차량의 주파수가 일치될 때 서징(Surging) 현상 맥동 현상을 생성하여 멀미를 수반하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음향 주파수 주입장치(10)는 이를 음향 주파수의 20hz 이하 혹은 20Khz이상의 사람이 들을 수 없는 음향 진동수로 상쇄 시키도록 구현된다.
또한 음향 주파수 주입장치(10)는 전기차나 수소차, 나아가서 선박 내에 구비되는 것이 가능하다. 즉, 차량이나 선박 내에 20hz미만의 초저주파를 지속적으로 주입하여 승객들에게 영향을 줄 수 있는 차량의 고유 진동수를 상쇄시켜　남녀노소 자동차 멀미에 취약한 사람들에게 도움을 줄 수 있다.
뿐만 아니라, 20Khz의 초고주파 신호를 주입함으로써 차량이나 선박 내의 바퀴벌레와 같은 해충, 고양이, 새 등등의 곤충이나 동물들에게 신경을 거슬리게 하여 거주자리를 ?아낼 수 있다. 이에 따라 초고주파 음향 주파수를 지속적으로 주입하여 차량이나 선박내에 쾌적한 실내 환경을 유지시킬 수 있다.
이때 음향 주파수 주입장치(10)는 차량이나 선박의 시동이 꺼지더라도 흐르는 암전류를 이용한 블랙박스의 상시전원을 이용하여 작동될 수 있다.
도 1 에서와 같이 일 실시예에 따른 음향 주파수 주입장치(10)는 주파수 감지부(110), 상쇄 주파수 산출부(120), 음향 출력부(130), 인공지능 감지부(140) 및 탑승 감지부(150)를 포함한다.
주파수 감지부(110)는 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지한다. 주파수 감지부(110)는 차량내에서 발생되는 소리나 소음, 진동에 의해 발생되는 주파수들을 감지할 수 있는 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다.
일 실시예에 있어서, 주파수 감지부(110)는 통상 인간이 들을 수 있는 가청 주파수 대역의 파장을 감지함은 물론 초음파 대역 등도 감지하여 차량 운행시에 차량 내부에서 발생되는 대부분의 영역에서 주파수를 감지할 수 있는 센서로 구성될 수 있다.
상쇄 주파수 산출부(120)는 주파수 감지부(110)에서 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 주파수 주입 장치의 상쇄 주파수 산출부의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
상쇄 주파수 산출부(120)는 도 2 와 같이 주파수 감지부(110)에서 감지된 차량 내 소음들 중에서 특정 주파수 구간의 신호(A)를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출한다.
이때 상쇄시키기 위한 특정 주파수는 멀미를 유발시킬 가능성이 높은 0.1 내지0.7Hz(A)인 것을 특징으로 한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 특히 멀미를 유발 시킬 가능성이 높은 주파수 범위로 더 좁게 좁혀지는 것도 가능하다.
예를 들어 상쇄 주파수 산출부(120)는 #ISO 2631-1 국제 표준에서 주로 멀미를 유발한다고 밝혀진 0.1~0.63 Hz 의 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출하도록 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서 주파수 감지부(110)는 차량 내에서 발생되는 소음 및 진동을 수집하여 출력한다. 주파수 감지부(110)는 A/D 컨버터를 포함하여 아날로그 형태의 소음신호를 디지털 소음 신호로 변환할 수 있다.
상쇄 주파수 산출부(120)는 이 디지털 소음신호 중 특정 주파수 신호를 상쇄하기 위한 상쇄신호 즉, 특정 주파수 신호(A)와 크기가 같고 위상이 180°인 역위상 신호를 생성할 수 있다.
또는 상쇄 신호는 특정 주파수 신호(A)를 20hz이해 혹은 20Khz이상의 주파수 신호로 주파수 변환시킬 수 있는 신호로 구현될 수도 있다.
주파수 감지부(110) 및 상쇄 주파수 산출부(120)는 예컨대 디지털 시그널 프로세서(DSP)에 포함되도록 구성될 수 있다.
음향 출력부(130)는 스피커를 통해 출력되는 음향에 상쇄 주파수 산출부(120)에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다. 일 실시예에 있어서 음향 출력부(130)는 상쇄 주파수 산출부(120)에서 산출된 상쇄 주파수의 디지털 신호를 D/A 컨버터에서 아날로그 상쇄 신호로 변환하여 스피커를 통해 출력한다. 이때 추가적으로 음향 출력부(130)는 하고, AMP를 더 포함하여 아날로그로 변환된 상쇄신호를 소정크기로 증폭하여 출력할 수 있다.
본 발명의 일양상에 있어서, 인공지능 감지부(140)는 운전자의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지한다. 인공지능 감지부(140)는 운전자의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다.
인공지능 감지부(140)는 인간의 학습능력과 추론능력, 지각능력, 자연언어의 이해능력 등을 실현한 기술을 모두 포괄하도록 해석된다.
일예로 인공지능 감지부(140)는 음성 인식 기능이 탑재된 기술적 구성일 수 있다. 이에 따라 운전자의 억양이나 말투, 사용 단어등을 감지하여 운전자의 감정 상태나 심리상태를 감지할 수 있다.
또한 인공지능 감지부(140)는 소형 카메라 모듈을 포함하여 운전자의 안면인식 기술에 의해 운전자의 심리 상태나 감정 상태를 파악할수도 있다.
일 실시예에 따른 인공지능 감지부(140)는 인공지능(AI)기술을 이용하여 운전자나 다른 탑승자의 컨디션을 감지할 수 있는 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다. 그리고 인공지능 감지부(140)는 감지 결과를 자동차 전자제어장치(ECU:electronic control unit)로 전달한다.
이에 따라 인공지능 감지부(140)에서 탑승자가 덥거나, 추위를 느낄 경우에 자동으로 차량의 에어컨이나 시터를 구동시킬 수 있다.
음향 출력부(130)는 인공지능 감지부(140)에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면, 상쇄 주파수 산출부(120)에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다.
일 실시예에 따른 음향 주파수 주입 장치(10)는 운전자나 차량 내 다른 탑승자의 신체 상태 또는 감정 상태에 따라 음향 주파수를 조절하여 생성하고, 이를 운전자의 뇌파에 전달하여 신체 상태나 감정 상태를 개선시켜줄 수 있다.
인공지능 감지부(140)에서의 안면 인식 감지 결과에 따라 차량 내 탑승자중 적어도 한 사람이 인상을 쓴다던지, 음성 인식 감지 결과 "멀미나"라는 말을 하면 음향 출력부(130)는 차량 내 탑승자 중 적어도 한사람이 멀미 현상을 느끼는 것이라고 판단할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 있어서, 음향 출력부(130)는 사용자 조작에 의해 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 출력하도록 구현될 수도 있다.
예를 들어 차량 내 탑승자중 한사람이 멀미를 심하게 하는 경우에는 운전자가 예방 차원에서 미리 조작을 통해 동작시킬 수 있고, 자주 탑승하는 탑승자가 멀미를 하지 않는 경우에는 별도의 조작요청이 없으면 동작하지 않도록 구현될 수 있다.
이때 차량 내부에 탑재된 적어도 둘 이상의 스피커 중 하나를 선택하여 선택된 스피커에서 집중적으로 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 출력되도록 구현될 수도 있다.
예를 들어 좌석 수가 많은 버스와 같은 차량에서도 특히 멀미가 심한 탑승자의 좌석에서 가까운 스피커를 통해 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 집중적으로 출력하여 멀미 완화 효과를 높일 수 있다.
또한, 인공지능 감지부(140)는 운전자나 탑승자가 "짜증나", "화난다" 라는 단어를 사용하거나, 언성을 높일 경우, 또는 인상을 찌푸린 표정이 감지되는 경우에는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 감정상태가 흥분상태이거나, 불안정한 상태임을 감지할 수 있다.
인공지능 감지부(140)에서의 감지 결과 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 감정이 흥분상태이거나, 불안정한 상태일 경우에 음향 출력부(130)는 일예로 대부분의 사람이 안정감을 느낄 수 있는 약 80Bpm 의 심장 박동 평균 속도와 유사한 빠르기(tempo)를 가지는 음악을 재생해줄 수 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 음향 출력부(130)는, 인공지능 감지부(140)에서 감지되는 운전자 상태에 따라 운전자가 졸음 운전을 한다고 판단되면, 가청음 주파수 중 불쾌감을 느끼도록 2000Hz 이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다. 그리고 차량 내 라디오를 켜거나, 볼륨을 높여서 운전자가 졸음을 깰 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
이때 인공지능 감지부(140)는 운전자의 홍체를 인식하거나, 안면인식을 통해 소정 시간이상 눈을 감은 상태가 감지되면 졸음 운전을 한다고 판단할 수 있다. 음향 출력부(130)는 운전자가 불쾌감을 느끼고 잠을 깨울 수 있도록 다소 높은 주파수의 소리들을 소정 시간동안 출력할 수 있다. 예를들어 일정 주기로 다소 높은 주파수의 소리들을 출력하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 탑승 감지부(150)는 차량 내 탑승자의 존재 여부를 감지한다. 탑승 감지부(150)는 차량 내부 좌석에 설치된 인체 감지 센서 또는 무게 감지 센서로 구현되거나, 차량 내 설치되는 적외선 센서, 모션센서 혹은 초음파 센서를 포함하여 구현될 수도 있다. 또한, 포토다이오드를 포함하는 실내 감지 센서로 구현될 수도 있다.
즉, 탑승 감지부(150)는 차량 내 탑승자의 존재 여부를 파악할 수 있는 다양한 기술적 구성들을 포괄하도록 해석된다.
음향 출력부(130)는, 탑승 감지부(150)의 감지결과 차량 내부에 탑승자가 없다고 판단되는 경우에, 20Khz이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다.
즉 차량 내에 탑승가자 없을 경우 20 hz의 시동이 걸리면 흐르는 저주파에서 20Khz 내지 50Khz 사이의 초음파로 바꿔서 즉 변동 주파수를 이용하여 음향 형태로 출력함으로써 차량 내의 바퀴벌레나 차량 주변의 고양이 새 등등의 곤충, 동물들의 신경을 거슬리게 하여 거주 자리를 ?아낼 수 있어 차량 내외부의 환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 도출된다.
이때 음향 주파수 주입장치(10)는 차량이나 선박의 시동이 꺼지더라도 흐르는 암전류를 이용한 블랙박스의 상시전원을 이용하여 작동될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀미 현상을 완화시키기 위한 음향 주파수 주입 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 주파수 감지부, 상쇄 주파수 산출부 및 음향 출력부를 포함하는 음향 주파수 주입장치에서 수행되는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법은, 주파수 감지부가 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지한다(S300).
주파수를 감지하는 단계는 차량내에서 발생되는 소리나 소음, 진동에 의해 발생되는 주파수들을 감지할 수 있는 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다.
일 실시예에 있어서, 주파수 감지부는 통상 인간이 들을 수 있는 가청 주파수 대역의 파장을 감지함은 물론 초음파 대역 등도 감지하여 차량 운행시에 차량 내부에서 발생되는 대부분의 영역에서 주파수를 감지할 수 있는 센서로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 탑승 감지부가 차량 내 탑승자의 존재 여부를 감지한다(S310). 그리고 탑승 감지부의 감지결과 차량 내부에 탑승자가 없다고 판단되는 경우에, 20Khz이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다(S325).
탑승자의 존재 여부를 감지하는 단계는 차량 내부 좌석에 설치된 인체 감지 센서 또는 무게 감지 센서로 구현되거나, 차량 내 설치되는 적외선 센서, 모션센서 혹은 초음파 센서를 포함하여 구현될 수도 있다. 또한, 포토다이오드를 포함하는 실내 감지 센서로 구현될 수도 있다.
즉, 탑승 감지부는 차량 내 탑승자의 존재 여부를 파악할 수 있는 다양한 기술적 구성들을 포괄하도록 해석된다.
음향 출력부는, 탑승 감지부의 감지결과 차량 내부에 탑승자가 없다고 판단되는 경우에, 20Khz이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다.
즉 차량 내에 탑승가자 없을 경우 20 hz의 시동이 걸리면 흐르는 저주파에서 20Khz 내지 50Khz 사이의 초음파로 바꿔서 즉 변동 주파수를 이용하여 음향 형태로 출력함으로써 차량 내의 바퀴벌레나 차량 주변의 고양이 새 등등의 곤충, 동물들의 신경을 거슬리게 하여 거주 자리를 ?아낼 수 있어 차량 내외부의 환경을 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 도출된다.
이때 음향 주파수 주입장치(10)는 차량이나 선박의 시동이 꺼지더라도 흐르는 암전류를 이용한 블랙박스의 상시전원을 이용하여 작동될 수 있다.
반면, 차량 내 탑승자가 탑승하고 있는 경우에는 인공지능 감지부가 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지한다(S330).
인공 지능 감지부는 인간의 학습능력과 추론능력, 지각능력, 자연언어의 이해능력 등을 실현한 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다.
본 발명의 일 양상에 있어서, 음향 주파수 주입 장치는 운전자나 차량 내 다른 탑승자의 신체 상태 또는 감정 상태에 따라 음향 주파수를 조절하여 생성하고, 이를 운전자의 뇌파에 전달하여 신체 상태나 감정 상태를 개선시켜줄 수 있다.
즉, 인공 지능 감지부에서의 안면 인식 감지 결과에 따라 차량 내 탑승자중 적어도 한 사람이 인상을 쓴다던지, 음성 인식 감지 결과 "멀미나"라는 말을 하면 음향 출력부가 차량 내 탑승자 중 적어도 한사람이 멀미 현상을 느끼는 것이라고 판단할 수 있다.
일예로 인공지능 감지부는 음성 인식 기능이 탑재된 기술적 구성일 수 있다. 이에 따라 운전자의 억양이나 말투, 사용 단어등을 감지하여 운전자의 감정 상태나 심리상태를 감지할 수 있다.
또한 인공지능 감지부는 소형 카메라 모듈을 포함하여 운전자의 안면인식 기술에 의해 운전자의 심리 상태나 감정 상태를 파악할수도 있다.
일 실시예에 따른 인공지능 감지부는 인공지능(AI)기술을 이용하여 운전자나 다른 탑승자의 컨디션을 감지할 수 있는 기술적 구성을 모두 포괄하도록 해석된다. 그리고 인공 지능 감지부는 감지 결과를 자동차 전자제어장치(ECU:electronic control unit)로 전달한다.
이에 따라 인공지능 감지부에서 탑승자가 덥거나, 추위를 느낄 경우에 자동으로 차량의 에어컨이나 시터를 구동시킬 수 있다.
이후에 음향 출력부가 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면(S340), 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다(S350, S360).
이때 상쇄 주파수 산출부는 주파수 감지부에서 감지된 차량 내 소음 및 진동에 의한 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출한다.
본 발명의 일양상에 있어서 상쇄 주파수 산출부에서 상쇄시키기 위한 특정 주파수는 멀미를 유발시킬 가능성이 높은 0.1 내지0.7Hz(A)인 것을 특징으로 한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 특히 멀미를 유발 시킬 가능성이 높은 주파수 범위로 더 좁게 좁혀지는 것도 가능하다.
예를 들어 주파수 산출부는 #ISO 2631-1 국제 표준에서 주로 멀미를 유발한다고 밝혀진 0.1~0.63 Hz 의 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출하도록 구현될 수 있다.
상쇄 주파수 산출부는 소음신호 중 특정 주파수 신호를 상쇄하기 위한 상쇄신호 즉, 특정 주파수 신호(A)와 크기가 같고 위상이 180°인 역위상 신호를 생성하도록 할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 출력하는 단계는, 인공지능 감지부에서 감지되는 운전자 상태에 따라 운전자가 졸음 운전을 한다고 판단되면, 가청음 주파수 중 불쾌감을 느끼도록 2000Hz 이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력한다. 그리고 차량 내 라디오를 켜거나, 볼륨을 높여서 운전자가 졸음을 깰 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
이때 인공지능 감지부는 운전자의 홍체를 인식하거나, 안면인식을 통해 소정 시간이상 눈을 감은 상태가 감지되면 졸음 운전을 한다고 판단할 수 있다. 음향 출력부는 운전자가 불쾌감을 느끼고 잠을 깨울 수 있도록 다소 높은 주파수의 소리들을 소정 시간동안 출력할 수 있다. 예를들어 일정 주기로 다소 높은 주파수의 소리들을 출력하도록 구현될 수 있다.
전술한 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 음향 주파수 주입장치 110 : 주파수 감지부
120 : 상쇄 주파수 산출부 130 : 음향 출력부
140 : 인공지능 감지부 150 : 탑승 감지부

Claims (10)

  1. 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지하는 주파수 감지부;
    상기 주파수 감지부에서 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄주파수를 산출하는 상쇄 주파수 산출부;
    스피커를 통해 출력되는 음향에 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 음향 출력부;
    차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 신체상태, 감정상태, 심리상태 중 적어도 하나를 감지하는 인공지능 감지부; 및
    차량 내 탑승자의 존재 여부를 감지하기 위한 탑승 감지부;를 포함하고,
    상기 음향 출력부는,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면, 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하고,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 감정이 흥분상태이거나 불안정한 상태일 경우, 80Bpm의 음악을 스피커를 통해 재생하고,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 운전자가 졸음 운전을 한다고 판단되면, 가청음 주파수 중 불쾌감을 느끼도록 2000Hz 이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하며,
    상기 탑승 감지부의 감지결과 차량 내부에 탑승자가 없다고 판단되는 경우에, 20Khz이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하고,
    상기 인공지능 감지부는 음성 인식 및 안면 인식을 기반으로 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 억양, 말투, 사용 단어, 표정 등을 감지하여 신체상태, 감정상태 또는 심리상태를 감지하며,
    상기 탑승 감지부는 인체 감지 센서, 무게 감지 센서, 적외선 센서, 모션 센서, 초음파 센서, 실내 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 주파수는 0.1 내지0.7Hz인 것을 특징으로하는, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 주파수 감지부, 상쇄 주파수 산출부, 음향 출력부, 인공지능 감지부 및 탑승 감지부를 포함하는 음향 주파수 주입장치에서 수행되는 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법에 있어서,
    주파수 감지부가 차량 내에서 발생되는 주파수를 감지하는 단계;
    상쇄 주파수 산출부가 상기 감지된 발생 주파수에서 특정 주파수를 상쇄시키기 위한 상쇄 주파수를 산출하는 단계;
    음향 출력부가 스피커를 통해 출력되는 음향에 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하는 단계;
    인공지능 감지부가 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 신체상태, 감정상태, 심리 상태 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 및
    탑승 감지부가 차량 내 탑승자의 존재 여부를 감지하는 단계;를 포함하고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 멀미현상을 느끼는 것으로 판단되면, 상기 상쇄 주파수 산출부에서 산출된 상쇄 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하고,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 감정이 흥분상태이거나 불안정한 상태일 경우, 80Bpm의 음악을 스피커를 통해 재생하고,
    상기 인공지능 감지부에서 감지되는 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 상태에 따라 운전자가 졸음 운전을 한다고 판단되면, 가청음 주파수 중 불쾌감을 느끼도록 2000Hz 이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하며,
    상기 탑승 감지부의 감지결과 차량 내부에 탑승자가 없다고 판단되는 경우에, 20Khz이상의 주파수를 주입하여 음향 형태로 스피커를 통해 출력하고,
    상기 인공지능 감지부는 음성 인식 및 안면 인식을 기반으로 차량 내 탑승자 중 적어도 하나의 억양, 말투, 사용 단어, 표정 등을 감지하여 신체상태, 감정상태 또는 심리상태를 감지하며,
    상기 탑승 감지부는 인체 감지 센서, 무게 감지 센서, 적외선 센서, 모션 센서, 초음파 센서, 실내 감지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 특정 주파수는 0.1 내지0.7Hz인 것을 특징으로하는, 멀미 현상을 완화 시키기 위한 음향 주파수 주입방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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