KR102550167B1 - 차량주변 이상 신호 알림 시스템 및 방법 - Google Patents

차량주변 이상 신호 알림 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량주변의 이상신호 알림 시스템 및 방법을 개시한다. 실시예에 따른 차량 주변의 이상신호 알림 시스템은 차량 외부에 장착되어 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하는 외부소리인식모듈; 파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 소음은 필터링 하는 소음 필터링 모듈; 필터링 이후, 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 파악하고 소음, 충격음, 고성, 일정 데시벨 이상의 이상소음을 포함하는 청각적 이상신호를 감지하는 이상신호 감지모듈; 및 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 알리는 알림모듈; 을 포함한다.

Description

차량주변 이상 신호 알림 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ABNORMAL SIGNAL NOTIFICATION AROUND THE VEHICLE}
본 개시는 차량 주변 이상 신호 알림 시스템 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 외부 소음을 차단하는 방음 시스템이 설치된 차량 주변에서 발생하는 통상적인 소음은 필터링 하고, 차량 주변의 청각적인 이상 신호는 차량이나 탑승자에게 전달하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
방음 패킹은 주행 시 발생하는 풍절음과 외부 소음을 감소시키는 차량에 설치되는 패킹형 방음재이다. 방음패킹은 차량의 문 틈에 장착하여 외부 소음 유입을 막고 내부의 온도를 유지하는데 도움을 준다. 방음패킹은 일반적으로 합성 고무로 제작되어 유연하기 때문에 문 틈에 장착하기 쉽다. 또한, 방음 패킹은 주행 시 엔진 소음, 주위 차량의 주행 소음, 풍절음 등 소음이 발생하며, 실내로 유입되어 운전을 방해하는 것을 막기 위해, 방음패킹을 틈새나 내장재 안쪽에 부착하여 외부에서 유입되는 소음을 줄일 수 있도록 한다.
차량 외부에서 발생하는 소음을 차단하는 방음재의 종류는 더욱 다양해지고 효과 또한 상승하고 있는 추세이다. 이에 따라 최근 출시되는 차량들은 차량 창문과 문을 완전히 닫는 경우, 시끄러운 공간에 있더라도 차 안에서는 소음을 거의 인식하지 못하는 경우도 있다.
이러한 차량 방음재는 차량 주행 및 정차 시 탑승자에게 조용하고 쾌적한 환경을 제공하는 장점이 있다. 하지만, 차량 외부에서 충돌과 같은 이상상황을 알리는 큰 소음이 발생한 경우, 탑승자에게 이상상황을 알리는 소음까지 차단하여, 차량 탑승자의 안전을 위협할 가능성이 있다.
1. 한국 특허등록 제 10-1113581호 (2012.02.01) 2. 한국 특허등록 제 10-0943409 호(2010.02.12)
실시예에서는 차량 주변에서 발생하는 외부의 통상 소음은 차단하고, 소리 형태의 이상 신호는 차량이나 탑승자에게 알리고 소리 세부정보를 파악하여 차량 주변에서 발생하는 위험 상황에 대응하는 청각적 이상신호(외부 음향신호)를 시각적으로 알리는 시스템을 제공한다.
또한, 인식된 차량 외부의 청각적 이상신호의 근원지, 크기 및 소리 종류를 기 저장된 데이터베이스와 같이 시각적 객체 또는 청각적 신호(객체)로 변환하여 차량 내부 탑승자에게 알림으로써, 시각적 또는 청각적 알림 시스템을 제공하고, 탑승자를 자극하는 파열음이나 날카로운 소음 등에 의해 탑승자가 방해 받지 않도록 한다.
실시예에 따른 차량주변의 이상신호 알림 시스템은 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하는 외부소리인식모듈; 파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 소음은 필터링 하는 소음 필터링 모듈; 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 파악하여, 충격음, 사이렌 소리, 오토바이 소리 등 사전에 설정되는 일정 데시벨 이상의 소음을 포함하는 청각적 이상신호를 감지하는 이상신호 감지모듈; 및 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 알리는 알림모듈; 을 포함한다.
다른 실시예에 따른 차량주변의 이상신호 알림 방법은 (A) 외부소리인식모듈에서 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하는 단계; (B) 소음 필터링 모듈에서 상기 파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 통상적인 소음은 필터링 하는 단계; (C) 이상신호 감지모듈에서 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 파악하고, 충격음, 사이렌 소리, 오토바이 소리 등 사전에 설정되는 일정 데시벨 이상의 청각적 이상신호를 감지하는 단계; 및 (D) 알림모듈에서 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 알리는 단계; 를 포함한다.
이상에서와 같은 이상신호 알림 시스템은 차량이나 탑승자에게 통상적인 차량 외부 소음은 필터링하고 청각적 이상신호는 전달함으로써, 조용하고 쾌적한 환경에서 차량을 이용하면서도 이상신호는 모두 알아차릴 수 있도록 하여, 탑승자의 안전 및 차량 이용 편의성을 향상시킨다. 또 자율주행차 등에 적용하여 자율주행 능력을 향상시킨다.
또한, 파열음, 아주 큰 소리, 긁히는 소리 등 다소 불쾌한 청각적 이상신호들의 소리를 다른 형태의 청각적 객체 및 시각적 객체로 변환하여 차량 탑승자에 알림으로써, 차량 외부에서 발생하는 청각적 이상신호를 탑승자가 소음을 직접 듣지 않도록 하는 상태에서 파악할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 청각적 이상신호 알림 시스템의 데이터 처리구성을 나타낸 도면
도 2는 실시예에 따른 알림모듈의 데이터 처리과정을 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 이상신호 알림 시스템의 출력 예시를 나타낸 도면
도 4는 실시예에 따른 청각적 이상신호 알림 시스템의 데이터 처리과정을 나타낸 도면
도 5는 실시예에 따른 감지모듈에서 청각적 이상신호 알림 시스템의 소리 발생 근원지를 인식하는 수식을 설명하기 위한 도면
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 청각적 이상신호 알림 시스템의 데이터 처리구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 청각적 이상신호 알림 시스템은 데이터베이스(110), 외부소리 인식모듈(120), 소음 필터링 모듈(130), 감지모듈(140), 알림 모듈(150) 및 주행제어모듈(160)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
데이터베이스(110)는 소리세부정보와 소리 세부정보에 매칭되는 상황정보를 저장한다. 또한 소리의 종류를 인식하기 위한 학습용 소리 군의 데이터는 학습을 마칠 때까지 임시로 저장하고, 학습에 의한 웨이트값을 저장한다. 상황정보는 학습된 웨이트 값에 따라 설정된 소리의 종류와 크기에 따른 중요도, 위험도 등을 정량화, 객체화하여 설정한 값이다. 실시예에서는 데이터베이스에 주파수, 크기(데시벨), 소리종류 등의 소리 세부정보에 따라 매칭되는 상황정보가 저장된다. 상황정보에는 차량 충돌, 폭발, 사이렌, 드론 등 차량에 탑승한 사용자에게 반드시 전달해야 하는 긴급 상황 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 소리 세부정보에 따른 이상신호(음향) 레벨이 미리 저장된다. 예컨대, 이상신호 레벨이 높은 경우는 소리의 주파수와 크기 등이 일정 수준을 초과하거나 충돌, 드론, 싸이렌 및 오토바이 등과 같은 고 이상 군 상황에 매칭된 소리가 될 수 있다.
데이터베이스(110)에는 또한 차량외부에서 발생하는 청각적 이상신호에 매칭하여 외부음향의 의미를 나타내는 소리의 형태로 저장하는 매칭 테이블을 일례로 표 1과 같이 생성하여 저장한다.
고유번호 외부음향의 내용 청각적 객체로 출력되는 음향 기타
001 차량의 충돌 등에 의한 외부 음향 “충돌” 설정에 의한 반복
002 드론에 의한 음향 “드론” 설정에 의한 반복
003 오토바이에 의한 음향 “오토바이” 설정에 의한 반복
… … ... …
또한 데이터베이스는 차량외부에서 발생하는 청각적 이상신호에 매칭하여 시각적으로 알림을 나타내기 위하여 외부음향의 의미를 나타내는 아이콘과 같은 시각적 객체로 저장하는 테이블을 아래의 표 2와 와 같이 만들어 저장한다.
고유번호 외부음향의 내용 표시되는 시각형태 일례
001 차량의 충돌 등에 의한 외부 음향 “충돌”을 의미하거나 표시하는 아이콘 등
Figure 112020009469318-pat00001
002 드론에 의한 음향 “드론”을 의미하거나 표시하는 아이콘 등 드론 이미지또는 아이콘
003 오토바이에 의한 음향 “오토바이”을 의미하거나 표시하는 아이콘 등 오토바이 이미지 또는 아이콘
. . .
또한, 데이터베이스(110)에는 외부신호의 종류를 감지하기 위하여 필요한 외부소리를 선정하고, 각 신호의 특성을 저장하여 감지모듈(140)에서 가장 유사한 신호를 찾아서 외부신호의 종류를 감지하여 특정할 수 있도록 한다. 일례로 충격소리, 드론소리, 싸이렌소리 및 오토바이 소리 등으로 설정하여 저장할 수 있다.
외부소리인식모듈(120)은 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되고 이상레벨을 초과하는 소리를 인식한다. 또한, 한 개 이상의 마이크로폰과 같은 음향센서를 차량의 외부나 내부와 외부 사이에 장착하여 악조건에서도 이상소음(음향)을 감지하여 인식한다. 실시예에서 이상레벨은 인식된 소리가 나타내는 상황의 이상도를 정량화한 지표로서, 소리의 근원지가 가까울수록, 소리의 크기가 클수록 높은 이상레벨을 나타내고, 인식된 소리에 매칭된 기 저장된 상황정보의 종류에 따라 이상 레벨이 정해 질 수 있다.
외부소리 인식모듈(120)에서 인식된 신호출력은 외부음향 인식에 사용하는 음향센서의 수량과 동일한 숫자의 채널로 출력된다. 4개의 음향센서를 사용하면 4개 채널로 인식된 음향신호가 출력된다.
소음필터링모듈(130)은 외부소리 인식모듈(120)에서 인식된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 통상적인 소음은 필터링 한다. 예컨대, 소음 필터링모듈(130)은 사람들의 대화소리, 타이어 마찰 소리 및 일반적인 자동차 엔진 소리 등과같이 일상적인 주행상황 에서 발생하는 통상적인 소음은 필터링 한다. 또한, 소리의 크기가 일정수준 이하이거나 이상도가 일정 레벨 미만인 소리들은 모두 소음으로 간주하여 필터링 함으로써, 사용자가 차량 안에서 조용한 환경을 제공받을 수 있도록 한다.
소음 필터링 모듈(130)의 필터링은 전기적인 방법과 기계적인 방법을 사용할 수 있다. 일례로 전기적인 방법은 저역통과 필터(Low pass filter), 고역통과 필터(High pass filter)나 대역통과 필터(Band pass filter)를 사용하여 필요한 음향만 검출한다. 기계적인 방법은 외부인식 모듈에 기계적으로 불필요한, 바람소리 같은 통상적인 소음을 차폐하도록 기계적인 필터를 구비하여 필요한 음향(소리)만 검출한다. 즉, 타이어 마찰이나 바람소리 같은 통상적인 소음은 필터링하고 외부음향인식에 필요한 음향만 검출한다. 소음 필터링 모듈(130)의 출력은 사용한 음향센서에 맞추어 채널 별로 출력되며 그 채널 별 신호출력 S는 S1, S2, S3, S4, ……등으로 나타낸다.
감지모듈(140)은 소음필터링모듈(130)을 통하여 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 파악하여 차량 외부에서 발생하는 충돌음, 싸이렌, 드론과 고성, 등 일정 데시벨 이상의 소음을 포함하는 청각적 이상신호를 감지한다. 예컨대, 감지모듈(140)은 차량 외부에서 인식된 소리의 세부정보를 파악하여 크기가 일정 수치를 초과하거나 소리세부정보의 주파수가 이상 주파수를 나타내거나 인식된 소리의 정보가 기 저장된 이상 상황과 일정수준이상 일치하고 소리발생 근원지가 차량의 현재위치와 설정된 거리 이내인 경우, 인식된 외부 신호를 이상신호로서 감지한다.
감지모듈(140)에서는 각 채널 별 출력과 합산신호로 외부음향 이상신호에 대한 외부음향의 근원지, 크기 및 종류를 인지하여 알림모듈로 출력한다. 외부음향신호의 크기는 각 채널 별 합산신호의 레벨로 인식한다. 즉, 외부음향 신호의 전체 크기를 인지할 수 있도록 합산된 외부신호 출력 Sall 은
Sall = S1 + S2 + S3 + S4 + ......
으로 나타낸다.
외부음향의 근원지는 일례로 4개의 외부음향 센서가 장착된 경우, 검출된 각각의 출력신호는 전후좌우, 즉 전좌(Sfl), 전우(Sfr), 후좌(Sbl), 후우(Sbr)의 4개 출력이 다음과 같이 나타난다. 예컨대. (Sfl + Sfr) > (Sbl + Sbr) 이면, 음원의 근원지가 전방이며 (Sfl + Sfr) < (Sbl + Sbr) 이면, 음원의 근원지가 후방인 것으로 인식한다. 또한, 거리는 4개 채널 신호간의 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 측정하여 거리를 인지할 수 있으며, 또 거리오차에 대한 보정을 수행할 수 있다.
예컨대, 감지모듈(140)은 외부신호의 종류에 대한 감지는 합산된 외부신호 출력 Sall와 데이터베이스에 저장된 웨이트 값으로 연산하여 데이터베이스에 저장된 외부신호 중에서 가장 유사한 외부신호를 찾아서 신호의 종류를 감지하고 감지된 신호를 특정한다.
알림모듈(150)은 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 변환하여 차량의 모니터 등 출력패널에 디스플레이 한다. 또한, 알림모듈(150)은 감지된 이상신호의 TDOA, 데시벨 및 진행방향정보를 포함하는 이상신호 세부정보를 통해, 이상신호 발생 근원지를 산출한다. 또한, 알림 모듈(150)은 일정 데시벨 이상의 소음과 파열음, 긁힘 소리 등 고주파 영역에 포함되어 듣는 이에게 불쾌감을 일으키는 소리는 다른 이상 알림 신호로 변환하여 출력한다. 즉 시각적으로 아이콘 등과 같이 변환하여 출력하거나 소리의 크기 및 주파수를 변경하거나 청각적 객체로 변환하여 출력할 수 있다.
또한 알림모듈(150)은 검출된 음향신호에 비례하여 아래와 같이 출력되는 소리의 크기를 작은 소리는 거의 그대로 출력하고, 큰소리는 Log 스케일과 같은 방법으로 탑승자가 충격을 받지 않고 들을 수 있도록 축소하여 출력할 수 있다. 일례로 소리의 압축은 수학식1 같이 Log 스케일 등으로 축소하여 차량 내부 스피커를 통하여 출력할 수 있다. 즉, 압축되어 출력되는 압축신호 Scom은 수학식 1을 통해 압축하여 나타낼 수 있다. 여기서 S는 0에서 임의의 설정된 레벨까지의 Sall 신호이며, Sall이 Sb보다 크면 Log를 취하여 더한 값으로 Scom을 구성한다. Sall이 Sb보다 작으면 Sall이 Scom으로 구성한다.
수학식 1: Scom = Sb + 20 log (Sall - Sb): if Sall > Sb, Scom = Sall: if Sall <= Sb
알림모듈(150)에서 시각화의 경우, 감지모듈(140)에서 감지된 외부음향 신호의 근원지, 크기 및 종류를 데이터베이스(110)에 저장된 테이블과 같이, 외부음향의 근원지는 기존의 네비게이터에서 사용하는 디스플레이에서 현재의 위치에서 떨어진 거리를 지정하고, 지정된 거리에 따라 출력 거리로 변환하고, 외부음향의 크기는 아이콘의 크기, 색깔과 점등 주기와 세기를 조정하여 나타낼 수 있다. 또한, 외부음향의 종류는 설정된 음향에 대한 청각적 아이콘으로 저장된 데이터베이스에서 매칭된 아이콘을 디스플레이 할 수 있다. 청각화의 경우, 외부음향의 근원지는 차량에 설치된 멀티스피커로 방향을 나타내고, 거리는 음향의 크기로 나타낼 수 있다. 외부음향의 크기는 음향의 크기와 반복 횟수 등으로 나타낼 수 있다. 외부음향의 종류는 매칭테이블에 저장된 명칭(소리로 된 아이콘: “충돌” 등)이나 압축된 소리로 나타낼 수 있다.
주행제어모듈(160)은 이상신호 발생 지역이 차량과 일정거리 미만이고, 이상신호에 매칭된 이상상황의 레벨이 일정수준 이상인 경우, 자동으로 자율주행을 시작하도록 설정할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 알림모듈의 데이터 처리과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 알림모듈은 이상상황 추출부(151), 변환부(153) 및 알림부(155)를 포함하여 구성될 수 있다. 이상상황 추출부(151)는 감지된 청각적 이상신호의 종류, 크기, 발생위치를 포함하는 청각적 이상신호의 세부정보를 기반으로 매칭된 이상 상황 정보를 추출한다. 변환부(153)는 감지된 청각적 이상신호의 세부정보에 따라 매칭된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력 객체로 청각적 이상신호를 변환한다. 예컨대, 차량 주변에서 충돌음이 발생한 경우, 발생한 충돌음을 그대로 차안에 출력하는 것이 아니라, 충돌음의 주파수와 크기에 매칭되는 이상상황과 시각적 객체를 추출하여 이를 디스플레이하고 충돌음과 매칭된 청각적 이상 신호를 추출하여 출력한다. 실시예에서는 인식된 소리의 크기와 주파수에 따라서 출력되는 신호 주기를 조정할 수 있다. 또한 실시예에서는 기 저장된 청각적 데이터베이스를 통해 인식된 청각 이상신호를 시각적 객체 또는 신호음(청각적 객체)으로 변환한다.
알림부(155)는 변환된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력객체를 출력한다.
도 3은 실시예에 따른 이상신호 알림 시스템의 출력 예시를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 이상신호 알림 시스템은 주행차량의 현재 위치와 인식된 이상신호의 세부정보를 차량의 디스플레이 패널 등에 표시할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예에서는 차량의 현재 위치에 대한 소리 발생 근원지의 상대적 위치와 발생한 소리의 크기와 종류에 대응하는 다양한 시각적 객체를 디스플레이 할 수 있다. 예컨대, 충돌음의 경우 도 3에 도시된 시각적 객체로 출력될 수 있다.
이하에서는 청각적 이상신호 알림 방법에 대해서 차례로 설명한다. 본 발명에 따른 이상신호 알림 방법의 작용(기능)은 이상신호 알림 시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 실시예에 따른 청각적 이상신호 알림 시스템의 데이터 처리과정을 나타낸 도면이다.
S100 단계에서는 외부소리인식모듈에서 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식한다. S200 단계에서는 파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 통상적인 소음은 필터링 한다. S300 단계에서는 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보의 파악으로 차량외부에서 발생하는 충격음, 사이렌 소리, 오토바이 소리 등 사전에 설정되는 음향으로 일정 데시벨 이상의 소음을 포함하는 청각적 이상신호를 감지한다. S400 단계에서는 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상의 형태로 알린다. 예컨대, 인식된 이상신호를 기 저장된 데이터베이스를 통해 인식된 청각 이상신호에 매칭되는 시각적 객체 또는 신호음(청각적 객체)으로 변환하여 차량 외부에서 발생하는 이상신호정보를 차량이나 내부 탑승자에게 전달할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 감지모듈에서 청각적 이상신호 알림 시스템의 소리 발생 근원지를 인식하는 수식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, A, B, C, D 는 차량에 설치된 센서이고, Source는 차량 주변에서 발생한 소리의 근원지를 나타낸다. 실시예에서, A, B, C 와 D는 일례로 4개의 외부음향 센서가 장착된 경우, A는 전좌(Sfl), B는 전우(Sfr), D는 후좌(Sbl)이며, C는 후우(Sbr)의 4개 외부음향센서를 나타낸다. 수학식 2는 소리의 근원지에서 차량까지의 거리를 산출하는 수식의 일례이다.
수학식 2:
Figure 112020009469318-pat00002
수학식 2에서
Figure 112020009469318-pat00003
는 그림 5의 Source 와 센서 D 사이의 거리이다.
Figure 112020009469318-pat00004
는 각각 그림 5의 각
Figure 112020009469318-pat00005
Figure 112020009469318-pat00006
,
Figure 112020009469318-pat00007
₁ 이며,
Figure 112020009469318-pat00008
는 센서 AD 사이의 거리이고,
Figure 112020009469318-pat00009
은 Source에서 센서 D와 센서 A까지의 도착시간이다. 여기서 C 는 빛의 속도이다.
수학식 2의
Figure 112020009469318-pat00010
및
Figure 112020009469318-pat00011
은 수학식 3과 수학식 4를 통해 산출할 수 있다.
수학식 3
Figure 112020009469318-pat00012
수학식 4
Figure 112020009469318-pat00013
수학식 3과 4에서
Figure 112020009469318-pat00014
는 각각 그림 5의 각
Figure 112020009469318-pat00015
₂,
Figure 112020009469318-pat00016
₁ 이며,
Figure 112020009469318-pat00017
는 Source에서센서 A, B 및 D 까지의 이상신호의 도착시간이다.
Figure 112020009469318-pat00018
는 센서 A와 B 사이의 거리와 센서 A와 D 사이의 거리이며, C 는 빛의 속도이다. 수학식 3과 수학식 4의
Figure 112020009469318-pat00019
는 보정계수로서, 이상신호 알림 시스템의 시뮬레이션으로 생성하며, 데이터베이스(110)에 저장한다. 보정계수의 도입으로 거리오차에 대한 보정이 가능하다.
이상에서와 같은 이상신호 알림 시스템은 차량이나 탑승자에게 차량 외부 의 통상적인 소음은 필터링하고 청각적 이상신호는 전달함으로써, 조용하고 쾌적한 환경에서 차량을 이용하면서도 이상신호는 모두 알아차릴 수 있도록 하여, 탑승자의 안전 및 차량 이용 편의성을 향상시킨다. 또한 자율주행차 등에 적용하여 자율주행 차량에서도 차량 주변에서 발생한 청각적 신호를 인식하고 이에 신속하게 대응할 수 있도록 한다.
또한, 파열음, 아주 큰 소리, 긁히는 소리 등 다소 불쾌한 청각적 이상신호들의 소리를 다른 형태의 소리 즉, 청각적 개체 및 시각적 객체로 변환하여 차량 탑승자에 알림으로써, 차량 외부에서 발생하는 청각적 이상신호를 탑승자가 소음을 직접 듣지 않도록 하는 상태에서 파악할 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (10)

  1. 차량주변의 이상신호 알림 시스템에 있어서,
    차량의 외부 또는 내부와 외부 사이에 장착되어 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하는 외부소리인식모듈;
    파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 소음은 필터링 하고, 음향센서에 따라 채널 별로 출력을 수행하는 소음 필터링 모듈;
    필터링 이후, 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 인식하고, 충돌음, 싸이렌, 드론 및 고성을 포함하는 일정 데시벨 이상의 이상음향인 청각적 이상신호를 감지하는 이상신호 감지모듈;
    상기 소리 세부정보에 매칭되는 소리의 종류를 인식하는 학습을 위한 소리 군의 데이터를 저장하고, 학습에 의한 웨이트값과 보정계수를 저장하는 데이터베이스; 및
    상기 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 알리는 알림모듈; 을 포함하고,

    상기 소음 필터링 모듈은
    저역통과 필터(Low pass filter), 고역통과 필터(High pass filter), 대역통과 필터(Band pass filter) 중 적어도 하나를 사용하여 필요한 음향을 검출하고, 사용한 음향센서에 맞추어 채널 별로 필터링 후의 음향을 출력하고,
    상기 이상신호 감지모듈은
    각 채널 별 출력과 합산신호로 외부음향 이상신호에 대한 외부음향의 근원지, 크기 및 종류를 인식하고, 외부음향신호의 크기는 각 채널 별 합산신호의 레벨로 인식하고,
    상기 감지된 이상신호의 주파수, 데시벨 및 방향정보를 포함하는 이상신호 세부정보를 통해, 이상신호 발생 근원지를 산출하고
    다수의 외부음향 센서가 장착된 경우,
    하나의 센서를 공유하는 3개 센서 신호간의 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 측정하여 각 채널 별 출력과 합산신호로 외부음향 이상신호에 대한 외부음향의 근원지의 방향, 거리, 크기 및 종류를 인식하고,
    상기 데이터베이스는
    주파수, 데시벨, 소리종류를 포함하는 소리 세부정보에 따라 매칭되는 상황정보를 저장하고,
    상기 상황정보는 차량에 탑승한 사용자에게 반드시 전달해야 하는 긴급 상황 정보를 포함하고,
    상기 데이터베이스는 소리 세부정보에 따른 이상신호의 음향 레벨을 저장하고,
    소리의 주파수와 크기가 일정수준 이상의 이상신호 레벨을 매칭하고
    외부신호의 종류에 대한 감지를 합산된 외부신호 출력과 데이터베이스에 저장된 웨이트 값으로 연산하여 데이터베이스에 저장된 외부신호 중에서 가장 유사한 외부신호를 찾아 신호의 종류를 감지하고 감지된 신호를 특정하고,

    상기 알림모듈; 은
    감지된 청각적 이상신호의 종류, 크기, 발생위치를 포함하는 청각적 이상신호의 세부정보를 기반으로 매칭된 이상 상황 정보를 추출하는 이상상황 추출부;
    감지된 청각적 이상신호의 세부정보에 따라 매칭된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력 객체로 상기 청각적 이상신호를 변환하고, 일정 데시벨 이상의 소음과 파열음, 긁힘 소리를 포함하는 고주파 영역의 소리는 이상 알림 신호로 변환하는 .변환부; 및
    상기 변환된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력객체를 출력하는 이상신호 알림부; 를 포함하고
    상기 이상신호 알림부는
    검출된 음향신호 중 일정 데시벨 이상인 신호를 축소하여 출력하고
    상기 알림 모듈은
    소리의 크기가 일정 수준을 초과하는 소리는 로그스케일을 통해, 크기를 축소하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 이상신호 알림 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 차량주변의 이상신호 알림 방법에 있어서,
    (A)데이터베이스에서 소리 세부정보에 매칭되는 소리의 종류를 인식하는 학습을 위한 소리 군의 데이터를 저장하고, 학습에 의한 웨이트값과 보정계수를 저장하는 단계;
    (B) 외부소리인식모듈에서 차량의 외부 또는 내부와 외부 사이에 장착되어 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하는 단계;
    (C) 소음필터링모듈에서 상기 파악된 소리세부정보를 기반으로 소음 항목으로 분류되는 소음은 필터링 하고, 음향센서에 따라 채널 별로 출력을 수행하는 단계;
    (D) 이상신호 감지모듈에서 필터링 이후, 검출된 소리의 근원지, 크기, 종류를 포함하는 소리세부정보를 인식하고, 충돌음, 싸이렌, 드론 및 고성을 포함하는 일정 데시벨 이상의 이상음향인 청각적 이상신호를 감지하는 단계;
    (E) 알림모듈에서 상기 청각적 이상신호의 종류, 크기 및 발생위치를 시각적 신호와 청각적 신호 중 어느 하나이상으로 알리는 단계;
    (F) 주행제어 모듈에서 이상신호 발생 지역이 차량과 일정거리 이내이고, 상기 이상신호에 매칭된 이상상황의 레벨이 일정수준 이상인 경우, 자율주행제어를 시작하는 단계; 를 포함하고
    상기 (A)의 단계; 는
    데이터베이스에서 주파수, 데시벨, 소리종류를 포함하는 소리 세부정보에 따라 매칭되는 상황정보를 저장하는 단계;
    상기 데이터베이스는 소리 세부정보에 따른 이상신호의 음향 레벨을 저장하는 단계;
    상기 데이터베이스는 소리의 주파수와 크기가 일정수준 이상의 이상신호 레벨을 매칭하는 단계; 및
    외부소리인식모듈에서 차량의 외부 또는 내부와 외부 사이에 장착되어 차량이 위치한 지점으로부터 일정 값 이내의 반경에서 발생되는 소리를 인식하고 소음필터링모듈로 출력하는 단계; 를 포함하고,
    상기 (C)의 단계; 는
    저역통과 필터(Low pass filter), 고역통과 필터(High pass filter), 대역통과 필터(Band pass filter) 중 적어도 하나를 사용하여 필요한 음향을 검출하고, 사용한 음향센서에 맞추어 채널 별로 필터링 후의 음향을 출력하고

    상기 (D)의 단계; 는
    상기 감지된 이상신호의 주파수, 데시벨 및 방향정보를 포함하는 이상신호 세부정보를 통해, 이상신호 발생 근원지를 산출하고
    다수의 외부음향 센서가 장착된 경우,
    하나의 센서를 공유하는 3개 센서 신호간의 TDOA(Time Difference Of Arrival)를 측정하여
    각 채널 별 출력과 합산신호로 외부음향 이상신호에 대한 외부음향의 근원지의 방향, 거리, 크기 및 종류를 인식하고;
    상기 (D)의 단계; 는
    각 채널 별 출력과 합산신호로 외부음향 이상신호에 대한 외부음향의 근원지, 크기 및 종류를 인식하고, 외부음향신호의 크기는 각 채널 별 합산신호의 레벨로 인식하고,
    차량 전, 후, 좌, 우에 4개의 외부음향 센서가 장착된 경우,
    전좌(Sfl), 전우(Sfr), 후좌(Sbl), 후우(Sbr)의 4개 출력신호의 중 적어도 하나를 포함하는 부분합 크기를 비교하여 음원의 근원지를 인식하고, 음원의 근원지와 차량 사이의 거리는 4개 채널 신호간의 TDOA(Time Difference Of Arrival)로 측정하고 거리오차에 대한 보정을 수행하고
    외부신호의 종류에 대한 감지를 합산된 외부신호 출력과 데이터베이스에 저장된 웨이트 값으로 연산하여 데이터베이스에 저장된 외부신호 중에서 가장 유사한 외부신호를 찾아 신호의 종류를 감지하고 감지된 신호를 특정하고
    상기 (E)의 단계; 는
    (E-1) 이상상황 추출부에서 감지된 청각적 이상신호의 종류, 크기, 발생위치를 포함하는 청각적 이상신호의 세부정보를 기반으로 매칭된 이상 상황 정보를 추출하는 단계;
    (E-2) 변환부에서 감지된 청각적 이상신호의 세부정보에 따라 매칭된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력 객체로 상기 청각적 이상신호를 변환하고, 일정 데시벨 이상의 소음과 파열음, 긁힘 소리를 포함하는 고주파 영역의 소리는 이상 알림 신호로 변환하는 단계; 및
    (E-3) 이상신호 알림부에서 상기 변환된 시각적 출력객체 또는 청각적 출력객체를 출력하는 단계; 를 포함하고
    상기 (E-3)의 단계; 는
    소리의 크기가 일정 수준을 초과하는 소리는 로그스케일을 통해, 크기를 축소하는 것을 특징으로 하는 이상신호 알림 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6항에 있어서, 상기(F)의 단계; 는
    이상신호 발생 지역이 차량과 일정거리 미만이고, 상기 이상신호에 매칭된 이상상황의 레벨이 일정수준 이상인 경우, 자율주행제어를 수행하는 주행제어모듈; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이상신호 알림 방법.

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