KR102471762B1 - 운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자의 심박동수를 상시 모니터링하며 안정시의 심전도 파형을 수집하고 스트레스가 증가된 것으로 판단되는 상황에서 안정시의 심전도 파형에 대응하는 음원을 재생하여 스트레스를 완화 시킬 수 있는 운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템에 관한 것이다.

Description

운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템 {Driver stress monitoring and relief system}

본 발명은 스트레스 모니터링 및 완화 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 운전자의 심전도 신호를 상시 모니터링하며 안정시의 심전도 파형을 수집하고 스트레스가 증가된 것으로 판단되는 상황에서 안정시의 심전도 파형에 대응하는 음원을 재생하여 스트레스를 완화 시킬 수 있는 운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템에 관한 것이다.

현대사회는 급변하는 사회 환경, 과도한 경쟁, 비인간화 현상, 사회 심리적 범죄, 전염성 질환 출현 및 노령화 등 다양한 사회문제의 발생으로 불안 및 스트레스가 증가하며 정신적, 육체적 건강을 크게 위협하는 요소로 작용하고 있다.

이러한 스트레스는 지속적이고 과다한 불안을 유발하고 인체의 항상성 유지, 심혈관계, 근골격계 등과 같은 신체반응, 정서적 안정에 좋지 않은 영향을 끼치고, 면역기능에 대한 불안정, 고혈압, 수면장애 등을 초래하며, 개인뿐만 아니라 사회에도 많은 손실을 초래할 수 있다.

임상적으로 심장의 주기적인 활동을 기록하는 심전도(Electrocardiogram: ECG)는 피측정자의 건강상태를 반영하며, 심박수 분석을 통해 신체의 자율신경계(교감신경과 부교감신경)의 작용 정도를 판단할 수 있어, 건강유지와 질병 예방에 필요한 생체신호 정보 분석기술로 활발한 연구가 이루어지고 있다.

이에 운전중 받게 되는 스트레스의 모니터링을 위해 차량핸들에서 심전도를 측정하는 기초 연구 및 임상적으로 사용되는 심전계 전극을 차량 핸들에 위치시켜 생체신호 측정을 시도하는 연구도 이루어지고 있다.

하지만, 단순히 심전도라는 생체신호 측정을 통해 운전자의 상태를 파악하는 형태를 제공할 뿐, 심전도 분석을 통해 산출한 값과 운전자의 상태의 상관 정도를 명확하게 제시하지 못하고, 특히 스트레스를 제어하는 방법이 제한적이면서도 처치 전과 후의 차이점에만 국한된 방법만 제시되고 있어 그 효과를 알 수 없는 경우가 대부분이었다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0038512호(2008.05.07)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 운전자의 심전도를 수집 및 모니터링하며 안정 상태에서의 심전도 파형을 획득하고 스트레스가 증가된 것으로 판단된 상황에서 획득된 안정기의 심전도 파형을 반영하여 음파가 재구성된 음원을 제공함으로 스트레스를 안정기 수준으로 완화 시키는 운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 운전자의 심전도 신호를 측정하는 센서모듈; 측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 분석모듈; 안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 동일한 음파특성의 음파를 생성하는 음파생성부와, 설정된 범위의 BPM을 갖는 다수의 음원을 입력받아 저장하는 음원저장부를 구비하는 음원관리모듈; 상기 센서모듈을 통해 측정된 심전도 신호를 모니터링 및 분석하여 운전자의 스트레스 변화를 확인하는 모니터링모듈; 운전자의 스트레스가 증가한다고 판단됨에 따라, 심리적 안정기의 파형정보에 따른 BPM과 동일한 음원을 상기 음원저장부에서 검색하는 검색부와, 검색된 음원을 상기 음파생성부를 통해 생성된 음파를 반영하여 가공하는 음원처리부와, 가공된 음원을 운전자가 들을 수 있도록 출력하는 출력부를 구비하는 출력하는 출력모듈; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 운전중인 차량의 속도 및 조작상태를 포함하는 운행정보를 수집하는 수집부와, 상기 운행정보를 통해 차량의 운행상태를 판단하며 운전자의 스트레스 상승상황을 인지하는 인지부와, 상기 모니터링 모듈을 통해 분석되는 스트레스 변화를 상기 운행상태와 연계하여 상관관계정보를 도출하는 연계부와, 누적된 상관관계정보를 분석함에 따라 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 설정부를 구비하는 연동모듈; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 수집된 운행정보를 통해 운전패턴정보를 생성하는 패턴분석부와, 차량의 현재 운행상태에 따른 운전패턴정보 및 상관관계정보를 활용하여 상기 출력부를 동작시키는 선제동작부를 구비하는 제어모듈; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 출력부를 동작시키고 대응하여 운전자로부터 측정되는 심전도 신호를 통해 탑승한 운전자를 확인하는 식별부와, 확인된 운전자에 대하여 차량 시동이 이루어지지 않은 상태에서의 심전도 신호를 수집 및 분석하여 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 보정부를 구비하는 식별모듈; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 출력부를 통해 출력되는 음원에 대응하여 상기 센서모듈을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집하는 제1추적부와, 출력되는 음원에 대하여 상하 설정된 범위의 BPM 및 음파특성을 적용한 변환 음원을 생성하여 출력하며 대응하여 상기 센서모듈을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집하는 제2추적부와, 상기 제1추적부 및 제2추적부의 수집결과를 분석하여 실시간 심전도 신호가 안정기의 파형정보에 대응되는 음원을 산출하는 산출부를 구비하는 피드백모듈; 을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 별도의 조작 없이도 운전자에 대한 스트레스 모니터링이 이루어지도록 하며, 스트레스 증가를 감지함에 따라 운전자에 최적화된 음원을 재생함으로 스트레스를 효과적으로 완화할 수 있다.

특히 차량의 운행상태와 연계하여 운전자의 스트레스 상태가 모니터링되고 스트레스 증가시 즉각적으로 완화를 유도함으로 난폭운전 등을 억제하고 안전운전을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 개념도,
도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 3은 전형적인 심전도 파형을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 2 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 운전자 스트레스 모니터링 및 완화 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 개념도로서, 본 발명은 운전자의 심적 안정기의 심박동수를 반영하여 최적화된 음원을 운전중 발생하는 다양한 스트레스나 긴장상태에서 사용하여 심적 안정 및 스트레스를 완화하기 위한 것이다. 본 발명에서는 이를 위한 실시예로 차량을 예시로 하고 있으나 항공기, 선박을 비롯하여 비교적 장시간 운전환경에 노출되며 음원 청취가 가능한 다양한 운송수단에 본 발명을 적용할 수도 있으며, 특히 카오디오 시스템 등과 연계하여 구성할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 1 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 주요구성으로 센서모듈(110)과, 분석모듈(120)과, 모니터링모듈(140)과, 음원관리모듈(130) 및 출력모듈(150)이 구비된다.

상기 센서모듈(110)은 운전자의 심전도 신호를 측정하기 위한 구성으로, 운전자의 신체 접촉이 가장 많은 차량 내부 구조물로서 대표적으로 운전대 등에 센서전극을 부착함으로 심전도 신호를 얻도록 구성된다.

심전도 신호는 심장의 박동에 따라 심근에서 발생하는 활동 전류를 체표면의 적당한 2개소로 유도해서 전류계로 기록하게 되므로 왼손과 오른손의 위치에 대응하여 쌍 단위의 전극을 설치하되 핸들을 돌리는 상황에서도 심전도 신호를 얻을 수 있도록 운전대에서 손 접촉이 가능한 부분을 따라 일정 간격으로 전극을 배치하여 심근 활동전류의 기록을 얻는 것이 바람하며, 특히 본 발명에서는 후술되는 바와 같이 심전도의 파형분석이 매우 중요한 요소로 작용한다.

도 3은 전형적인 심전도 파형을 나타낸 그래프로서, 곡선 중 P는 심방의 수축을 나타내고, QRST는 심실의 수축에 유래한다.

이때 PQ의 간격은 흥분이 동결절(洞結節)에서 일어나 자극 전도계의 방실결절(房室結節)에 전도되는 시간을 보인다.

또한, QRS군은 시간적으로는 심첨박동(心尖搏動), 제1심음(心音)의 시작과 대개 일치해서 R이 가장 큰 전압변화를 보이며, S와 T 사이 부분은 심실 전체가 평균해서 수축되고 있을 때이고, T의 융기는 심첨부의 수축이 끝나가더라도 심장 기저부의 수축이 남아 있기 때문에 일어나게 된다. T의 끝은 시간적으로 제2심음의 시작과 일치된다.

상기 분석모듈(120)은 측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 구성이다.

안정기 또는 그에 최대한 근접한 상태의 심전도 신호를 얻기 위해서는 가급적 1회성의 측정이 아닌 스트레스원을 제거한 상태의 기간을 두고 다수의 측정을 통해 가장 안정적인 상태로 판단되는 심전도 신호를 얻을 필요가 있다.

이를 위해 바람직하게는 운전자가 차량을 사용하기 전 미리 스트레스원이 없거나 최대한 제거한 상태에서 연속적으로 심전도 신호를 측정하며 심정정보를 함께 입력받거나, 자율신경계 측정장비를 이용하여 설정 시간 연속적으로 측정한 후 심박동변화율(Heart Rate Variability; HRV)을 토대로 자율신경계 균형도(Balance of Autonomic Nervous System)를 표준유도법으로 정량화하여 나타낸 값을 심적정보로 활용할 수도 있다.

또한, 이러한 방식을 사용하지 않을 경우 차량에 설치된 센서모듈(110)을 활용하여 기간을 두고 누적 수집된 심전도 신호를 비교 분석하고 유사하게 심정정보를 입력받아 심리적 안정기에 해당하는 심리적 안정기의 심전도 신호를 얻을 수도 있으며, 심리적 안정기의 심전도 신호에서의 첨부된 도 3과 같은 심전도 파형정보의 추출이 이루어진다.

상기 음원관리모듈(130)은 스트레스 완화를 위해 사용될 음원을 입력받아 저장하며, 세부구성으로 음파생성부(131)와, 음원저장부(132)를 구비한다.

상기 음파생성부(131)는 안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 동일한 음파특성의 음파를 생성하는 구성이다. 즉 운전자의 안정상태에서의 심전도의 정상리듬 P-QRS-T 파형 변화 분석을 통하여 진폭과 진동수에 대한 특징 벡터를 추출 후 동일한 음파로 변환하게 된다.

상기 음원저장부(132)는 설정된 범위의 BPM을 갖는 다수의 음원을 입력받아 저장하는 구성으로, 심신의 안정을 줄 수 있는 다양한 음악이나 자연의 소리 등과 같은 음원을 미리 입력받아 활용할 수 있다. 특히 안정기 심박수와 동일한 BPM의 음원이 효과적이므로 특정 음원의 빠르기를 특정 BPM 을 갖도록 인위적으로 조절하는 방식도 가능하나 가급적 해당 BPM을 갖는 별도의 음원을 수집, 저장하는 것이 바람직하다.

즉 사람의 정상 심박동수의 범위인 분당 60회 내지 100회이므로 이를 기준으로 이 사이의 BPM을 갖는 다수의 음원을 입력받게 된다.

음원을 구성하는 스케일, 코드 및 코드의 진행, 악기를 포함하는 음원정보를 부여하여 관리하도록 구성될 수 있으며, 사전 전문가로부터 설정된 음원정보에 적합한 음원을 추천받거나 시스템적으로 음원정보에 부적합한 음원을 배제하도록 구성할 수도 있다.

이는 음악의 스케일, 코드 및 코드의 진행, 악기가 스트레스 완화효과에 영향을 줄 수 있음에 따라 최적의 효과를 갖는 음악을 제공하기 위한 것으로 본 발명의 실시예에서는 4분의 4박자로 반복적인 G-C-D-G 코드로 구성된 리듬의 패턴으로 건반과 기타의 합주 음악을 사용하였으나 다양한 특성의 음원을 활용할 수 있음은 당연하다.

음원에 사용된 Scale은 어떤 음에서 한 옥타브 높은 음까지의 배열을 의미한다. 음악을 만들 때 사용하는 scale 에 따라 사용하는 음이 달라지고, 그에 따라 분위기가 결정되며 우리가 듣는 대부분의 음악은 Ionian scale 혹은 Aeolian Scale을 사용하고, 이를 각각 Major scale 과 Minor scale 이라고 부른다.

이는 우리 귀에 가장 익숙한 음악들이 바로 위의 두 scale을 이용해 만들어진다는 것으로 Major scale의 음악들은 밝은 분위기, Minor scale의 음악들은 어두운 분위기를 조성한다. Healing beat의 음악은 우리 귀에 친숙하면서도 밝은 분위기를 내기 위해서 Major Scale을 사용한다.

사용한 Chord는 앞서 언급한 Scale의 각각의 음들 위로 쌓아서 나오는 것으로 Diatonic Chord라고 부른다. Scale에 속한 음들을 사용하여 만들어지는 코드이므로 주어진 Scale에서 이질감이 없다고 할 수 있다. Healing beat는 G Major scale을 기본으로 작곡된 음악을 사용하며, 그에 따른 Diatonic chord 는 G, Am, Bm, C, D, Em, F#m7(b5) 이다. 그중 구성상 불안하다고 할 수 있는 F#m7(b5)를 제외하고 나머지 여섯 개의 Chord를 가지고 만들었다.

Chord의 진행은 1-6-4-5 도로 이루어지는 진행은 많은 노래에서 쉽게 찾아볼 수 있는 유형으로, 가장 일반적으로 사람들이 편하게 들을 수 있는 진행을 사용하였다. Bridge 부분도 흔히 볼 수 있는 4-5-3-6 도로 이루어진 진행과 2-1-4-5도의 진행을 사용하여 Diatonic Chord 내에서도 가장 자연스런 진행을 선택한다. 앞서 나왔던 1-6-4-5 도의 진행이 다시 등장해서 익숙한 느낌으로 곡을 끝마치게 된다.

Melody의 진행은 충분히 예측 가능하도록 작곡된 음악을 사용하며, 너무 심한 도약(8도 이상)이나, Scale 에 포함되지 않는 음들은 사용하지 않도록 한다. 불안하다고 느낄 수 있는 증4도의 진행 또한 배제한다.

주로 순차적인 진행(상행, 하행)을 사용하여 쉽게 들을 수 있게 작곡되었으며, BPM을 60부터 100까지 만들기 위해서 적당한 빠르기를 유지해야 하는데, 주로 8분 음표를 사용하여 곡이 늘어지는 느낌이 들거나 지나치게 빠르다고 느끼지 않도록 한다.

악기의 선택은 주변에서 가장 쉽게 접할 수 있는 악기인 기타와 피아노를 선택하게 되며, 피아노는 Chord로 배경을 연주하는데 사용하고, 그 위에 기타로 Melody를 연주하는 음악을 사용한다.

상기 모니터링모듈(140)은 상기 센서모듈을 통해 측정된 심전도 신호를 모니터링 및 분석하여 운전자의 스트레스 변화를 확인하는 구성으로, 특히 운전중 운전자의 스트레스 증가 상황을 파악하여 완화 동작이 이루어질 수 있도록 유도한다.

상기 출력부(153)는 상기 모니터링모듈(140)을 통해 운전자의 스트레스가 증가한다고 판단됨에 따라 동작하여 음원을 통해 스트레스를 완화하도록 동작하는 구성으로, 세부구성으로 검색부(151)와, 음원처리부(152)와, 출력부(153)를 구비한다.

상기 검색부(151)는 심리적 안정기의 파형정보에 따른 BPM과 동일한 음원을 상기 음원저장부(132)에서 검색하게 된다. 즉 운전자의 심리적 안정기의 심박동수 BPM과 상기 음원저장부에서 검색된 음원의 BPM이 일치하도록 한다.

이후 상기 음원처리부(152)는 상기 검색부를 통해 검색된 음원을 상기 음파생성부(131)를 통해 생성된 음파를 반영하여 가공하게 된다. 즉 음원의 음파특성을 운전자의 안정기 심박파형의 특징벡터로부터 추출된 음파와 동일하도록 수정한다.

상기 출력부(153)는 스피커에 대응하는 구성으로, 운전자가 청취 가능하도록 설치된 별도의 스피커나 차량 내 설치된 카오디오 시스템과 연계동작할 수도 있으며, 상기 음원처리부(152)를 통해 가공된 음원을 운전자가 들을 수 있도록 적절한 음량으로 출력하게 된다.

이상, 정리하면 본 발명은 Healing Beat Program로 명명되는 박자 및 음파를 이용한 Beat induction 중재 프로그램을 차량에 적용하여 구현하며 스트레스원에 노출된 운전자에게 안정 시 심전도 파형과 동일한 파형 특성의 음원을 출력하며 진정을 유도하는 것으로 이러한 음원을 통한 스트레스 완화 효과는 본 출원인이 참여한 다양한 연구논문을 통해 입증될 수 있다.

도 4는 본 발명의 2 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명이 특히 차량 등의 운전상황에 적용됨에 따라 본 발명의 2 실시예에서는 차량의 운행과 연계하여 더욱 정밀한 스트레스상황 분석을 지원할 뿐 아니라 운전자 개인의 특성, 즉 심전도 신호를 통해 최적화된 음원을 정확하게 선정하여 스트레스 완화 효과를 극대화할 수 있는 부가구성으로 연동모듈(160)과, 제어모듈(170)과, 식별모듈(180)과, 피드백모듈(190)이 구비된다.

상기 연동모듈(160)은 차량의 운행정보와 연계하여 스트레스를 분석하기 위한 구성으로 세부구성으로 수집부(161)와, 인지부(162)와, 연계부(163)와, 설정부(164)를 구비한다. 즉 운전중 발생하는 스트레스의 대부분은 사고위험의 증가, 타 차량의 난폭운전 및 보행자 위험 상황 등에서 발생하며, 경우에 따라서는 보복운전 등이 촉발되는 위험상황으로 이어질 수도 있으므로 운전 중 스트레스의 완화를 위해 중요하게 고려해야 할 요소이다.

이를 위해 상기 수집부(161)는 운전중인 차량의 속도 및 조작상태를 포함하는 운행정보를 수집하게 된다. 별도의 가속도, 관성 등을 측정할 수 있는 센서를 구비하여 차량의 전후진 속도 및 턴 방향 및 이에 따른 가속조건을 측정할 수도 있으며, 차량에 제공된 OBD, 즉 운행기록 자기진단장치를 일부 활용하여 전반적인 운전환경의 수집이 이루어질 수 있다.

상기 인지부(162)는 상기 수집부(161)를 통해 수집된 운행정보를 통해 차량의 운행상태를 판단하며 운전자의 스트레스 상승상황을 인지하는 구성이다. 즉 스트레스를 유발하는 운행상태를 판단하는 것으로, 대표적으로 급브레이크 등으로 인한 급감속 상황, 급한 핸들링을 통한 급회전, 차량의 흔들림, 지속적인 후진이나 반복되는 전후진 상황 등 운전 중 발생빈도가 적은 상황을 반영한 운행상태의 확인이 이루어진다. 기본적으로 이러한 상황에서 스트레스가 증가할 수밖에 없으나 앞서 언급한 센서모듈과 연계함에 따라 실질적으로 스트레스가 증가하는 상황을 인지할 수 있다.

상기 연계부(163)는 상기 모니터링모듈(140)을 통해 분석되는 스트레스 변화를 상기 운행상태와 연계하여 상관관계정보를 도출하는 구성으로, 운전자로부터 수집되는 스트레스 변화와 상기 수집부(161)를 통해 수집되는 운행상태가 누적됨에 따라 이를 분석하여 상관관계를 도출할 수 있게 된다.

상기 설정부(164)는 상기 연계부(163)를 통해 도출되어 누적된 상관관계정보를 분석함에 따라 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하기 위한 구성이다.

앞서 언급한 바와 같이 상기 분석모듈을 통해 운전자의 안정상태에서의 심전도 신호를 파악함에 있어 운전중이지 않는, 스트레스원이 차단된 특정 상황에서 기준정보를 미리 생성하여 운전 중 이를 적용하여 안정상태를 파악하는 것이 바람직하나, 이러한 방법이 원활치 않을 경우 운전 중 수집된 정보를 통해 운전자가 심리적으로 안정상태임을 판단하여 이를 통해 기준정보를 생성할 수도 있다.

이를 위해 차량의 운행정보를 통해 어떠한 스트레스 유발 요인이 없는 상황에서 수집되는 심전도 신호를 기준으로 운전자가 안정한 상태에 있음을 판단할 수 있으며, 이러한 절차는 다수의 상관관계정보의 도출에 따라 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제어모듈(170)은 앞서 수집된 운행정보를 분석하여 운전자의 성향을 반영한 맞춤형 스트레스 완화기능이 동작하도록 하며, 세부구성으로 패턴분석부(171)와, 선제동작부(172)를 구비한다.

상기 패턴분석부(171)는 상기 수집부(161)를 통해 수집된 운행정보를 통해 운전패턴정보를 생성하는 구성이다. 무작위로 승객을 탑승시키는 영업용 차량이 아닌 경우 개인용 차량을 비롯하여 대부분의 차량은 자주 이동하는 경로를 비롯한 운행패턴이 있게 마련이며, 운전자마다 특유의 운전습관 또한 존재한다. 상기 패턴분석부(171)는 누적된 운행정보를 통해 이러한 패턴을 파악하기 위한 것으로, 운행정보를 분석하여 분석을 통해 자주 이동하는 경로 및 운전습관이 반영된 운전패턴정보가 생성된다.

상기 선제동작부(172)는 차량의 현재 운행상태에 따른 운전패턴정보 및 상관관계정보를 활용하여 상기 출력부(153)를 동작시키는 구성이다. 즉 운전패턴정보에 포함된 차량의 운행패턴 및 운전습관이 파악되고 이와 연관된 스트레스 증가요인을 파악됨에 따라 상기 선제동작부(172)는 스트레스가 증가한 상황에서 출력부(153)를 통해 음원을 출력하기에 앞서 선제적으로 음원 출력을 통해 스트레스를 효과적으로 제어할 수 있다.

상기 식별모듈(180)은 차량을 운용함에 있어 운전자가 달라질 수 있는 경우에 대응할 뿐 아니라 운전자의 특성을 보다 정확하게 반영한 스트레스 제어가 이루어질 수 있도록 하며, 세부구성으로 식별부(181)와, 보정부(182)를 구비한다.

상기 식별부(181)는 상기 출력부(153)를 동작시키고 대응하여 운전자로부터 측정되는 심전도 신호를 통해 탑승한 운전자를 확인하는 구성이다. 다수의 논문으로 발표된 본 출원인의 연구결과에 따르면 앞서 언급한 안정기의 심전도 파형을 반영한 음원은 긴장 및 스트레스 완화 효과가 명확하게 나타나므로 본인의 안정기 심전도 파형이 반영된 음원에 대한 반응으로 해당 운전자의 식별이 이루어질 수 있다.

상기 보정부(182)는 상기 식별부(181)를 통해 확인된 운전자에 대하여 차량 시동이 이루어지지 않은 상태에서의 심전도 신호를 수집 및 분석하여 상기 분석모듈(120)이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하게 된다. 즉 앞서 언급한 바와 같이 심리적 안정상태에서 미리 얻어진 심전도 파형을 이용하거나 운전 중 누적 수집된 심전도 신호의 분석 및 운행정보와의 상관관계에 따른 안정기의 심전도 파형획득 외에도, 상기 보정부(182)를 통해 차량에 탑승했으나 본격적으로 운전을 하지 않는 상태, 즉 시동전과 시동 후와 같이 운전으로 인한 스트레스원이 없는 상태에서 수집된 심전도 신호를 사용하여 상기 분석모듈(120)이 안정상태로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 것이다.

상기 피드백모듈(190)은 설정 범위에서 최적의 음원을 찾아 조건을 보정하기 위한 것으로, 세부구성으로 제1추적부(191)와, 제2추적부(192)와, 산출부(193)를 구비한다.

상기 제1추적부(191)는 상기 출력부(153)를 통해 출력되는 음원에 대응하여 상기 센서모듈(110)을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집한다. 정상적으로 안정기 심전도 파형에 따른 음파가 반영된 음원이라면 심전도 변화가 스트레스가 빠르게 완화되는 결과를 나타낸다.

상기 제2추적부(192)는 상기 출력부(153)를 통해 출력되는 음원에 대하여 상하 설정된 범위의 BPM 및 음파특성을 적용한 변환 음원을 생성하여 출력하며 대응하여 상기 센서모듈(110)을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집하게 된다.

이후 상기 산출부(193)는 상기 제1추적부(191) 및 제2추적부(192)의 수집결과를 분석하여 실시간 심전도 신호가 안정기의 파형정보에 대응되는 음원을 재산출한다.

즉 차량에 탑승한 상태에서 초기 안정기의 심전도 파형을 추출할 수 있으나, 스트레스가 전혀 없는 상황을 조성하기가 어려울 수 있음에 따라 이러한 피드백모듈(190)을 통해 최적화된 음원을 추후에도 찾을 수 있도록 보완이 이루어질 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

110: 센서모듈 120: 분석모듈
130: 음원관리모듈 131: 음파생성부
132: 음원저장부 140: 모니터링모듈
150: 출력모듈 151: 검색부
152: 음원처리부 153: 출력부
160: 연동모듈 161: 수집부
162: 인지부 163: 연계부
164: 설정부 170: 제어모듈
171: 패턴분석부 172: 선제동작부
180: 식별모듈 181: 식별부
182: 보정부 190: 피드백모듈
191: 제1추적부 192: 제2추적부
193: 산출부

Claims (5)

1. 운전자의 심전도 신호를 측정하는 센서모듈(110);
   측정된 심전도 신호를 통해 심박의 진폭과 주파수를 포함하는 파형정보를 수집 및 분석하며 심리적 안정기의 파형정보를 추출하는 분석모듈(120);
   안정기의 파형정보의 진폭 및 주파수에 대한 특징벡터를 추출하여 동일한 음파특성의 음파를 생성하는 음파생성부(131)와, 설정된 범위의 BPM을 갖는 다수의 음원을 입력받아 저장하는 음원저장부(132)를 구비하는 음원관리모듈(130);
   상기 센서모듈(110)을 통해 측정된 심전도 신호를 모니터링 및 분석하여 운전자의 스트레스 변화를 확인하는 모니터링모듈(140);
   운전자의 스트레스가 증가한다고 판단됨에 따라, 심리적 안정기의 파형정보에 따른 BPM과 동일한 음원을 상기 음원저장부(132)에서 검색하는 검색부(151)와, 검색된 음원을 상기 음파생성부(131)를 통해 생성된 음파를 반영하여 가공하는 음원처리부(152)와, 가공된 음원을 운전자가 들을 수 있도록 출력하는 출력부(153)를 구비하는 출력하는 출력모듈(150);
   운전중인 차량의 속도 및 조작상태를 포함하는 운행정보를 수집하는 수집부(161)와, 상기 운행정보를 통해 차량의 운행상태를 판단하며 운전자의 스트레스 상승상황을 인지하는 인지부(162)와, 상기 모니터링 모듈을 통해 분석되는 스트레스 변화를 상기 운행상태와 연계하여 상관관계정보를 도출하는 연계부(163)와, 누적된 상관관계정보를 분석함에 따라 상기 분석모듈이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 설정부(164)를 구비하는 연동모듈(160); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트레스 모니터링 및 완화 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   수집된 운행정보를 통해 운전패턴정보를 생성하는 패턴분석부(171)와, 차량의 현재 운행상태에 따른 운전패턴정보 및 상관관계정보를 활용하여 상기 출력부(153)를 동작시키는 선제동작부(172)를 구비하는 제어모듈(170); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 모니터링 및 완화 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 출력부(153)를 동작시키고 대응하여 운전자로부터 측정되는 심전도 신호를 통해 탑승한 운전자를 확인하는 식별부(181)와, 확인된 운전자에 대하여 차량 시동이 이루어지지 않은 상태에서의 심전도 신호를 수집 및 분석하여 상기 분석모듈(120)이 안정기로 판단할 수 있는 기준정보를 생성하는 보정부(182)를 구비하는 식별모듈(180); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 모니터링 및 완화 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 출력부(153)를 통해 출력되는 음원에 대응하여 상기 센서모듈(110)을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집하는 제1추적부(191)와, 출력되는 음원에 대하여 상하 설정된 범위의 BPM 및 음파특성을 적용한 변환 음원을 생성하여 출력하며 대응하여 상기 센서모듈(110)을 통해 수집되는 심전도 신호의 실시간 변화를 수집하는 제2추적부(192)와, 상기 제1추적부(191) 및 제2추적부(192)의 수집결과를 분석하여 실시간 심전도 신호가 안정기의 파형정보에 대응되는 음원을 산출하는 산출부(193)를 구비하는 피드백모듈(190); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 모니터링 및 완화 시스템.

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