KR102574031B1 - 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법 - Google Patents

자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 자율주행 차량용 승객 구속 장치는 자율주행 차량 내 승객에게 접착성 물질을 분사하여 승객을 좌석에 구속시키는 분사기; 자율주행 차량의 내부를 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출하는 착좌 상태 검출부; 자율주행 차량의 주행 상태를 감지하는 주행 상태 감지부; 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 전방으로의 쏠림량 및 측방으로의 쏠림량을 검출하는 승객 쏠림량 검출부; 및 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 쏠림량 중 적어도 하나에 따라 분사기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법{PASSENGER RESTRAINT APPARATUS AND METHOD FOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치를 추적하고 차량 충돌시 승객의 신체 부위에 접착성 물질을 분사하여 승객을 시트에 구속함으로써 차량 충돌로 인한 승객의 상해를 저감하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법에 관한 것이다.
자율주행 차량에 있어서 승객을 좌석에 구속하는 안전장치는 안전벨트에 의존하고 있다. 차량 충돌시 에어백 만으로는 승객의 상해 흡수를 높일 수 없어 안전벨트를 이용하여 승객을 좌석에 구속하여 승객의 상해를 저감할 수 있다.
즉, 안전벨트는 상기와 같은 상해를 최대한 방지하기 위한 장치이며, 차량 충돌시 승객을 좌석에 구속하여 승객이 차량 외부로 튕겨져 나가거나 자동차 내부의 장치와 충돌하는 것을 방지함으로써, 승객의 사망률 및 부상률을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
이러한 안전벨트는 운전조작에 불편함이 없고, 긴급 시에는 탑승자를 확실하게 보호할 수 있도록 하는 것을 기본적인 기능으로 한다.
안전벨트는 탑승자의 신체를 구속하기 위한 벨트, 벨트의 일단에 연결되어 긴급 상황 시 벨트를 구속하기 위한 리트랙터, 벨트를 안내하기 위한 슬립가이드, 및 벨트의 타단에 연결되어 차량에 고정하기 위한 앵커를 포함한다. 또한, 안전벨트는 차량에 고정되는 버클 및 슬립가이드와 앵커 사이에서 벨트에서 이동 가능하도록 연결되고 버클에 탈착될 수 있는 텅을 포함한다.
이에, 벨트는 탑승자의 일측 어깨로부터 탑승자의 흉부를 대각선으로 구속함과 더불어 탑승자의 복부를 수평으로 구속하며, 벨트가 천천히 움직일 시에는 벨트의 움직임이 자유롭지만, 차량 충돌 등으로 인하여 벨트가 빠르게 움직일 시에는 리트랙터에 의해 벨트가 잠겨져 고정되므로 탑승자를 좌석에 구속시킬 수 있다.
그러나, 안전벨트는 자율주행 차량의 주행상태에서 항상 체결 상태로 유지하여야 한다. 이는 승객의 자유도를 방해하게 된다. 특히, 자율주행 차량의 경우 승객의 자유도가 상대적으로 높다.
따라서, 자율주행 차량에 있어서, 승객의 안전을 확보하면서 승객의 자유도를 높일 수 있도록 할 필요성이 제기되었다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치를 추적하고 차량 충돌시 승객의 신체 부위에 접착성 물질을 분사하여 승객을 시트에 구속함으로써 차량 충돌로 인한 승객의 상해를 저감하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치는 자율주행 차량 내 승객에게 접착성 물질을 분사하여 승객을 좌석에 구속시키는 분사기; 상기 자율주행 차량의 내부를 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출하는 착좌 상태 검출부; 상기 자율주행 차량의 주행 상태를 감지하는 주행 상태 감지부; 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 전방으로의 쏠림량 및 측방으로의 쏠림량을 검출하는 승객 쏠림량 검출부; 및 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 쏠림량 중 적어도 하나에 따라 상기 분사기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사기는 접착성 물질을 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 접착성 물질을 분사하는 분사부; 및 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 저장부에 저장된 접착성 물질을 기 설정된 분사방향 및 분사량으로 분사하는 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 쏠림량 검출부를 통해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량과 측방으로의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 상기 자율주행 차량의 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 분사방향 설정부; 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 상기 자율주행 차량의 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사량을 설정하는 분사량 설정부; 및 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태에 따라 상기 자율주행차량의 충돌 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 분사방향 설정부 및 상기 분사량 설정부에 의해 각각 설정된 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량에 따라 상기 분사기를 통해 접착성 물질을 분사하는 분사 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사방향 설정부는 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량을 기 설정된 전방 쏠림량 임계값과 비교하고, 승객의 측방으로의 쏠림량을 기 설정된 측방 쏠림량 임계값과 각각 비교하여 비교 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사 제어기는 상기 분사방향 결정부 및 상기 분사량 결정부를 통해 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량을 실시간으로 사전에 설정한 후, 상기 자율주행차량의 충돌 여부에 따라 상기 분사기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사기는 복수 개가 구비되어 승객의 신체 부위 각각에 접착성 물질을 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 착좌 상태 검출부는 승객의 신체 부위의 위치 및 좌석의 배치 방향 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 방법은 착좌 상태 검출부가 자율주행 차량의 내부를 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출하는 단계; 주행 상태 감지부가 상기 자율주행 차량의 주행 상태를 감지하는 단계; 승객 쏠림량 검출부가 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 쏠림량을 검출하는 단계; 제어부가 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객을 좌석에 구속시키는 접착성 물질을 분사하는 분사기의 분사 방향 및 분사량을 설정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태에 따라 상기 자율주행 차량의 충돌 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향과 분사량 중 적어도 하나에 따라 상기 분사기를 통해 접착성 물질을 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량을 설정하는 단계는, 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 전방으로의 쏠림량과 측방으로의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 차량 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 단계; 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 차량 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사량을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 단계는 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태에 따라 승객의 전방 또는 측방으로의 쏠림량을 검출하는 단계; 및 상기 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량을 기 설정된 전방 쏠림량 임계값과 비교하고, 승객의 측방으로의 쏠림량을 기 설정된 측방 쏠림량 임계값과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 분사기는 복수 개가 구비되어 승객의 신체 부위 각각에 접착성 물질을 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 승객의 착좌 상태를 검출하는 단계는 승객의 신체 부위의 위치 및 좌석의 배치 방향 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치를 추적하고 차량 충돌시 승객의 신체 부위에 접착성 물질을 분사하여 승객을 시트에 구속함으로써 차량 충돌로 인한 승객의 상해를 저감할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 안전벨트를 착용하지 않은 승객에게도 접착성 물질을 분사하므로 안전벨트를 착용하지 않은 승객도 차량 충돌로 인한 상해를 저감할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 안전벨트 이외에 추가적으로 승객의 상해를 저감할 수 있어 승객의 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치의 동작을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기의 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기의 접착성 물질 분사 위치를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기와 좌석 간의 간격에 따른 분사량을 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 방법을 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치의 동작을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기의 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기의 접착성 물질 분사 위치를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사기와 좌석 간의 간격에 따른 분사량을 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치는 주행 상태 감지부(10), 착좌 상태 검출부(20), 승객 쏠림량 검출부(30), 분사기(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
특히, 분사기(40)는 자율주행 차량 내부에 복수 개가 구비될 수 있으며, 각각의 분사기(40)는 자율주행 차량의 실제 충돌시 도 2 에 도시된 바와 같이 자율주행 차량 내 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치에 따라 승객에게 접착성 물질을 분사하여 승객을 시트에 구속함으로써, 차량 충돌시 승객이 스티어링 휠이나 대시보드 또는 앞좌석 등과 부딪혀 발생될 수 있는 승객의 상해를 저감한다.
승객의 신체 부위는 목, 어깨, 허리 및 무릎 등이 포함될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.
여기서, 분사기(40) 및 접착성 물질에 대해서는 후술한다.
주행 상태 감지부(10)는 자율주행 차량의 주행 상태를 감지한다. 자율주행 차량의 주행 상태에는 자율주행 차량의 전방으로의 가속도와 측방으로의 가속도, 휠속도, 요레이트 및 롤이 포함될 수 있다.
즉, 주행 상태 감지부(10)는 휠속도 센서(11), ACU(Airbag Control Unit) 센서(12), FIS(Front Impact Sensor) 센서(13), SIS(Side Impact Sensor) 센서(14), 요레이트(Yaw Rate) 센서(15) 및 롤(Roll) 센서(16)를 포함한다.
휠속도 센서(11)는 자율주행 차량의 각 휠(FR(Front Right), FL(Front Left)), LR(Lear Right) 및 LL(Lear Left))의 휠속도를 각각 감지한다.
ACU 센서(12)는 자율주행 차량의 감가속도를 감지하는 것으로써, 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(ACU X) 및 Y축 방향으로의 가속도(ACU Y)를 각각 감지한다.
여기서, X축 방향은 자율주행 차량의 진행 방향(종방향)이며, Y축 방향은 차량 진행 방향과 수직한 방향(횡방향)이다.
FIS 센서(13)는 자율주행 차량의 전방에 설치되어 차량 충돌시 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(FIS X)와 Y축 방향으로의 가속도(FIS Y)를 각각 감지한다.
SIS 센서(14)는 자율주행 차량의 측방에 설치되어 차량 충돌시 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(SIS X)와 Y축 방향으로의 가속도(SIS Y)를 각각 감지한다.
요레이트 센서(15)는 자율주행 차량의 요레이트를 감지한다.
롤 센서(16)는 자율주행 차량의 롤을 감지한다.
착좌 상태 검출부(20)는 자율주행 차량의 내부를 촬영하고 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출한다.
착좌 상태 검출부(20)는 촬영부(21) 및 착좌 상태 분석부(22)를 포함한다.
촬영부(21)는 자율주행 차량의 내부에 복수 개가 구비될 수 있으며, 촬영부(21)를 통해 촬영된 영상에는 자율주행 차량의 실내에 있는 승객이나 좌석(60)이 포함될 수 있다.
착좌 상태 분석부(22)는 촬영부(21) 중 적어도 하나 이상으로부터 입력된 영상을 분석하여 승객의 착좌 상태를 분석한다. 즉, 착좌 상태 분석부(22)는 촬영부(21)에 의해 촬영된 영상에서 승객과 좌석(60)을 각각 인식하고, 승객에 대해서는 승객의 머리와 시선, 신체 부위 등을 검출하고 좌석(60)에 대해서는 좌석(60)의 배치 방향과 좌석(60)의 위치를 인식한 후, 이들 승객의 머리와 시선, 신체 부위, 및 좌석(60)의 배치 방향과 좌석(60)의 위치 등을 기초로 승객의 착좌 상태를 분석한다.
승객의 착좌 상태에는 승객의 위치 및 좌석 배치 상태가 포함될 수 있다.
승객의 위치에는 자율주행 차량 내 승객의 존재 여부 및 승객과 좌석(60) 간의 거리가 포함된다.
좌석 배치 상태에는 자율주행 차량 내 좌석(60)의 배치 방향이 포함될 수 있으며, 좌석(60)의 배치 방향은 자율주행 차량의 전방과 측방 및 후방 중 어느 하나일 수 있다.
자율주행 차량은 스스로 주행하면서 승객에게 다양한 컨텐츠를 제공할 수 있게 됨으로써, 승객의 자유도가 상대적으로 높다. 따라서, 자율주행 차량 내 승객은 상대적으로 높은 자유도에 따라 승객의 위치 변화가 상대적으로 높다. 게다가, 자율주행 차량의 경우 자율주행 차량이 스스로 주행할 수 있어 좌석(60)이 반드시 전방을 향해 배치될 필요가 없으며, 경우에 따라서는 1열 좌석과 2열 좌석 등이 서로 마주보게 배치될 수 있다.
이와 같은 자율주행 차량의 특성에 따라, 자율주행 차량 내 승객의 위치와 좌석 배치 상태는 상대적으로 다양하게 검출될 수 있다.
승객 쏠림량 검출부(30)는 주행 상태 감지부(10)에 의해 감지된 주행 상태 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 쏠림량을 검출한다.
승객 쏠림량 검출부(30)는 전방 가속도 검출부(31), 전방 쏠림량 검출부(32), 측방 가속도 검출부(33) 및 측방 쏠림량 검출부(34)를 포함한다.
전방 가속도 검출부(31)는 ACU 센서(12)에 의해 감지된 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(ACU X), FIS 센서(13)에 의해 감지된 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(FIS X) 및 SIS 센서(14)에 의해 감지된 차량 충돌시 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(SIS X)를 이용하여 자율주행 차량의 전방으로의 가속도를 검출한다.
전방 쏠림량 검출부(32)는 전방 가속도 검출부(31)에 의해 검출된 자율주행 차량의 전방으로의 가속도, 요레이트 센서(15)에 의해 감지된 요레이트, 롤 센서(16)에 의해 감지된 롤, 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 전방으로의 쏠림량을 검출한다.
측방 가속도 검출부(33)는 ACU 센서(12)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(ACU Y), FIS 센서(13)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(FIS Y) 및 SIS 센서(14)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(SIS Y)를 이용하여 자율주행 차량의 측방으로의 가속도를 검출한다.
측방 쏠림량 검출부(34)는 측방 가속도 검출부(33)에 의해 검출된 자율주행 차량의 측방으로의 가속도, 요레이트 센서(15)에 의해 감지된 요레이트, 롤 센서(16)에 의해 감지된 롤, 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 측방으로의 쏠림량을 검출한다.
분사기(40)는 도 3 에 도시된 바와 같이 자율주행 차량 내 승객의 각 신체 부위에 접착성 물질을 분사하여 승객을 좌석(60)에 구속시킨다.
분사기(40)는 자율주행 차량 내부에 복수 개가 구비될 수 있으며, 특히 각 좌석(60)별로도 복수 개가 구비될 수 있다.
분사기(40) 각각은 승객의 신체부위, 예를 들어 도 4 에 도시된 바와 같이 승객의 목, 어깨, 허리 및 무릎 등에 접착성 물질을 분사한다.
접착성 물질은 자율주행 차량의 충돌시 승객을 좌석(60)에 완전히 구속시키는 것으로써, 강력한 접착력을 가진 액체 물질이다. 접착성 물질은 수ms의 시간 동안 승객의 주요 부위 및 좌석(60)에 분사될 수 있다. 접착성 물질은 거미줄과 같은 동식물에서 얻을 수 있는 차세대 신소재로써, 철강보다 10배 이상 강하고, 탄력성 및 접착력이 강한 천연물질 중 하나다. 접착성 액체는 수백 ㎛의 두께로 거미줄처럼 엉키고 섞여 덩어리로 분사되어 승객과 좌석 결속시 접촉 면적을 넓게 하여 강력한 접착력을 유지한다.
한편, 분사기(40)는 도 3 에 도시된 바와 같이 저장부(41), 분사부(42) 및 모터 제어기(43)를 포함한다.
저장부(41)는 접착성 물질을 저장한다.
분사부(42)는 저장부(41)에 저장된 접착성 물질을 승객에게 분사하는 것으로써, 접착성 물질을 분사하기 위한 실린더가 구비될 수 있으며 분사압 제어를 통해 접착성 물질의 분사량을 조절한다.
모터 제어기(43)는 저장부(41)에 저장된 접착성 물질을 제어부(50)의 제어신호에 따라 기 설정된 분사방향 및 분사량으로 분사한다.
이러한 분사기(40)의 분사방향 및 분사량은 자율주행 차량 내 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치에 따라 실시간으로 조정되며, 분사기(40)는 실제 자율주행 차량 충돌시에 현재 조정된 분사방향 및 분사량으로 접착성 물질을 분사하게 된다.
제어부(50)는 승객 쏠림량 검출부(30)에 의해 검출된 승객의 쏠림량 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태 중 적어도 하나에 따라 분사기(40)의 분사방향 및 분사량을 설정하고, 이를 통해 조정된 분사방향 및 분사량에 따라 분사기(40)를 통해 접착성 물질을 분사한다.
제어부(50)는 분사방향 설정부(51), 분사량 설정부(52) 및 분사 제어기(53)를 포함한다.
분사방향 설정부(51)는 승객 쏠림량 검출부(30)에 의해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량과 측방으로의 쏠림량 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 분사기(40)의 분사 방향을 설정한다.
즉, 분사방향 설정부(51)는 상기한 바와 같이 전방 쏠림량 검출부(32)로부터 승객의 전방으로의 쏠림량이 입력되고, 측방 쏠림량 검출부(34)으로부터 승객의 측방으로의 쏠림량이 입력되면, 승객의 전방으로의 쏠림량과 승객의 측방으로의 쏠림량을 기 설정된 전방 쏠림량 임계값 및 측방 쏠림량 임계값과 각각 비교한다.
비교 결과 승객의 전방으로의 임계값이 전방 쏠림량 임계값 이상이거나 승객의 측방으로의 임계값이 측방 임계값 이상이면, 분사방향 설정부(51)는 분사기(40) 각각을 상하좌우 방향 중 적어도 하나를 조정한다.
분사량 설정부(52)는 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 분사기(40)의 분사량을 설정한다.
즉, 분사량 설정부(52)는 승객의 착좌 상태, 예를 들어 승객의 위치(승객의 존재 여부 및 승객과 좌석 간의 거리) 및 좌석 배치 상태에 따라 실제 차량 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 분사기(40)의 분사량을 설정한다.
분사 제어기(53)는 분사방향 설정부(51)와 분사량 설정부(52)를 통해 분사방향과 분사량을 각각 조정한 후, 주행 상태 감지부(10)에 의해 감지된 주행 상태에 따라 자율주행 차량의 충돌 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 분사방향 설정부(51) 및 분사량 설정부(52)에 의해 각각 설정된 분사기(40)의 분사 방향 및 분사량에 따라 분사기(40)를 제어한다.
즉, 분사 제어기(53)는 주행 상태 감지부(10)에 의해 자율주행 차량의 전방으로의 가속도와 측방으로의 가속도를 기 설정된 전방 충돌 임계값 및 측방 충돌 임계값과 각각 비교하여 비교 결과에 따라 자율주행 차량의 충돌 여부를 판단한다. 이 경우, 분사 제어기(53)는 자율주행 차량의 전방으로의 가속도가 전방 충돌 임계값 이상이거나 또는 측방으로의 가속도가 측방 충돌 임계값 이상이면 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 도 5 에 도시된 바와 같이 분사방향 설정부(51)와 분사량 설정부(52)에 의해 현재 설정된 분사방향 및 분사량으로 분사기(40)를 통해 접착성 물질을 분사한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 방법을 도 6 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 방법을 나타낸 도면이다.
도 6 을 참조하면, 먼저 촬영부(21) 각각은 자율주행 차량의 실내에 있는 승객이나 좌석(60)을 촬영한다(S10).
촬영부(21)에 의해 자율주행 차량의 실내가 촬영됨에 따라, 착좌 상태 분석부(22)는 촬영부(21) 중 적어도 하나 이상으로부터 입력된 영상을 분석하여 승객의 머리와 시선, 신체 부위, 및 좌석(60)의 배치 방향과 좌석(60)의 위치 등을 기초로 승객의 착좌 상태, 예를 들어 승객의 위치(차량 내 승객의 존재 여부 및 승객과 좌석 간의 거리) 및 좌석 배치 상태를 검출한다(S20).
한편, 주행 상태 감지부(10)는 자율주행 차량의 주행 상태, 예를 들어 자율주행 차량의 전방으로의 가속도와 측방으로의 가속도, 휠속도, 요레이트 및 롤을 감지한다(S30).
이에, 전방 가속도 검출부(31)는 ACU 센서(12)에 의해 감지된 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(ACU X), FIS 센서(13)에 의해 감지된 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(FIS X) 및 SIS 센서(14)에 의해 감지된 자율주행 차량의 X축 방향으로의 가속도(SIS X)를 이용하여 자율주행 차량의 전방으로의 가속도를 검출한다(S40).
이어, 전방 쏠림량 검출부(32)는 전방 가속도 검출부(31)에 의해 검출된 자율주행 차량의 전방으로의 가속도 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 전방으로의 쏠림량을 검출한다(S50).
한편, 측방 가속도 검출부(33)는 ACU 센서(12)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(ACU Y), FIS 센서(13)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(FIS Y) 및 SIS 센서(14)에 의해 감지된 자율주행 차량의 Y축 방향으로의 가속도(SIS Y)를 이용하여 자율주행 차량의 측방으로의 가속도를 검출한다(S70).
이어, 측방 쏠림량 검출부(34)는 측방 가속도 검출부(33)에 의해 검출된 자율주행 차량의 측방으로의 가속도 및 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 측방으로의 쏠림량을 검출한다(S80).
이와 같이, 전방 쏠림량 검출부(32)에 의해 승객의 전방으로의 쏠림량이 검출되고 측방 쏠림량 검출부(34)에 의해 승객의 측방으로의 쏠림량이 검출됨에 따라, 분사방향 설정부(51)는 승객의 전방으로의 쏠림량이 기 설정된 전방 쏠림량 임계값 이상인지를 판단(S60)하고, 승객의 측방으로의 쏠림량이 기 설정된 측방 쏠림량 이상인지를 판단(S90)한다.
이 경우, 분사방향 설정부(51)는 승객의 전방으로의 쏠림량이 기 설정된 전방 쏠림량 임계값 이상이거나 승객의 측방으로의 쏠림량이 기 설정된 측방 쏠림량 이상이면 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 분사기(40)의 분사방향을 설정한다(S100).
한편, 분사량 설정부(52)는 착좌 상태 검출부(20)에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 분사기(40)의 분사량을 설정한다(S110).
분사방향 설정부(51)와 분사량 설정부(52)에 의해 분사기(40)의 분사방향 또는 분사량이 조정되면, 분사 제어기(53)는 주행 상태 감지부(10)에 의해 감지된 주행 상태에 따라 자율주행 차량의 전방으로의 가속도와 측방으로의 가속도를 기 설정된 전방 충돌 임계값 및 측방 충돌 임계값과 각각 비교하여 비교 결과에 따라 자율주행 차량의 충돌 여부를 판단한다(S120).
이 경우, 분사 제어기(53)는 자율주행 차량의 전방으로의 가속도가 전방 충돌 임계값 이상이거나, 또는 자율주행 차량의 측방으로의 가속도가 측방 충돌 임계값 이상이면 차량 충돌이 발생한 것으로 판단하여 현재 조정된 분사방향 및 분사량으로 분사기(40)를 통해 승객에게 접착성 물질을 분사한다(S130).
한편, 자율주행 차량의 충돌 전에 미리 분사기(40)의 분사방향 또는 분사량이 조정됨에 따라, 실제 자율주행 차량의 충돌시 분사기(40)의 분사방향 또는 분사량을 설정할 필요없이 즉각적으로 접착성 물질을 분사할 수 있으므로, 분사기(40)의 분사방향 또는 분사량 설정시의 시간 지연을 최소화하고, 즉각적인 대응으로 인한 승객의 안전을 확보할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 승객의 위치 및 승객의 신체 부위의 위치를 추적하고 차량 충돌시 승객의 신체 부위에 접착성 물질을 분사하여 승객을 시트에 구속함으로써 차량 충돌로 인한 승객의 상해를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 안전벨트를 착용하지 않은 승객에게도 접착성 물질을 분사하므로 안전벨트를 착용하지 않은 승객도 차량 충돌로 인한 상해를 저감할 수 있다.
게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량용 승객 구속 장치 및 방법은 안전벨트 이외에 추가적으로 승객의 상해를 저감할 수 있어 승객의 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 주행 상태 감지부 11: 휠속도 센서
12: ACU 센서 13: FIS 센서
14: SIS 센서 15: 요레이트 센서
16: 롤 센서 20: 착좌 상태 검출부
21: 촬영부 22: 착좌 상태 분석부
30: 승객 쏠림량 검출부 31: 전방 가속도 검출부
32: 전방 쏠림량 검출부 33: 측방 가속도 검출부
34: 측방 쏠림량 검출부 40: 분사기
41: 저장부 42: 분사부
43: 모터 제어기 50: 제어부
51: 분사방향 설정부 52: 분사량 설정부
53: 분사 제어기

Claims (12)

  1. 자율주행 차량 내 승객에게 접착성 물질을 분사하여 승객을 좌석에 구속시키는 분사기;
    상기 자율주행 차량의 내부를 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출하는 착좌 상태 검출부;
    상기 자율주행 차량의 주행 상태를 감지하는 주행 상태 감지부;
    상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 전방으로의 쏠림량 및 측방으로의 쏠림량을 검출하는 승객 쏠림량 검출부; 및
    상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 쏠림량 중 적어도 하나에 따라 상기 분사기를 제어하는 제어부를 포함하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사기는
    접착성 물질을 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 접착성 물질을 분사하는 분사부; 및
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 저장부에 저장된 접착성 물질을 기 설정된 분사방향 및 분사량으로 분사하는 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 쏠림량 검출부를 통해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량과 측방으로의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 상기 자율주행 차량의 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 분사방향 설정부;
    상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 상기 자율주행 차량의 실제 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사량을 설정하는 분사량 설정부; 및
    상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태에 따라 상기 자율주행차량의 충돌 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 상기 분사방향 설정부 및 상기 분사량 설정부에 의해 각각 설정된 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량에 따라 상기 분사기를 통해 접착성 물질을 분사하는 분사 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 분사방향 설정부는 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량을 기 설정된 전방 쏠림량 임계값과 비교하고, 승객의 측방으로의 쏠림량을 기 설정된 측방 쏠림량 임계값과 각각 비교하여 비교 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 분사 제어기는
    상기 분사방향 설정부 및 상기 분사량 설정부를 통해 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량을 실시간으로 사전에 설정한 후, 상기 자율주행차량의 충돌 여부에 따라 상기 분사기를 제어하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분사기는 복수 개가 구비되어 승객의 신체 부위 각각에 접착성 물질을 분사하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 착좌 상태 검출부는
    승객의 신체 부위의 위치 및 좌석의 배치 방향 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 장치.
  8. 착좌 상태 검출부가 자율주행 차량의 내부를 촬영한 영상으로 승객의 착좌 상태를 검출하는 단계;
    주행 상태 감지부가 상기 자율주행 차량의 주행 상태를 감지하는 단계;
    승객 쏠림량 검출부가 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객의 쏠림량을 검출하는 단계;
    제어부가 상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 승객을 좌석에 구속시키는 접착성 물질을 분사하는 분사기의 분사 방향 및 분사량을 설정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태에 따라 상기 자율주행 차량의 충돌 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향과 분사량 중 적어도 하나에 따라 상기 분사기를 통해 접착성 물질을 분사하는 단계를 포함하는 자율주행 차량용 승객 구속 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분사기의 분사 방향 및 분사량을 설정하는 단계는,
    상기 승객 쏠림량 검출부에 의해 검출된 전방으로의 쏠림량과 측방으로의 쏠림량 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 차량 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 단계; 및
    상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태를 이용하여 차량 충돌시 발생할 수 있는 승객의 거동을 예측하고, 예측된 승객의 거동에 따라 상기 분사기의 분사량을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 분사기의 분사 방향을 설정하는 단계는
    상기 주행 상태 감지부에 의해 감지된 주행 상태 및 상기 착좌 상태 검출부에 의해 검출된 승객의 착좌 상태에 따라 승객의 전방 또는 측방으로의 쏠림량을 검출하는 단계; 및
    상기 쏠림량 검출부에 의해 검출된 승객의 전방으로의 쏠림량을 기 설정된 전방 쏠림량 임계값과 비교하고, 승객의 측방으로의 쏠림량을 기 설정된 측방 쏠림량 임계값과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 분사기의 분사 방향을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 분사기는 복수 개가 구비되어 승객의 신체 부위 각각에 접착성 물질을 분사하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 승객의 착좌 상태를 검출하는 단계는
    승객의 신체 부위의 위치 및 좌석의 배치 방향 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 승객 구속 방법.
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