KR102602419B1 - 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템 - Google Patents

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 승객의 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세를 허리 통증을 완화시킬 수 있는 올바른 곧은 자세로 교정시키기 위하여, 승객의 머리와 헤드레스트 간의 거리를 측정하는 카메라; 시트의 전체 면적에 걸쳐 고르게 내장되어 승객의 체압을 감지하는 다수의 체압센서; 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위하여 시트백의 내부에 팽창 가능하게 내설되는 가압장치; 상기 카메라에서 측정된 거리 및 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압을 기반으로, 상기 가압장치의 작동을 제어하는 제어기; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템을 제공한다.

Description

자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템{SYSTEM FOR CORRECTING PASSENGER'S POSTURE IN THE SELF-DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 허리 통증을 유발하는 나쁜 자세를 허리 통증을 완화하는 올바른 자세로 교정할 수 있도록 한 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템에 관한 것이다.
운전자의 조종 없이도 주행이 가능한 자율주행 차량의 경우, 운전자 뿐만 아니라 실내에 탑승한 승객들은 다자 간의 회의 및 대화, 외부 경관 관람, 독서, 휴식, 취침 등을 위하여 시트에 착석한 상태에서 다양한 형태의 원하는 자세를 취할 수 있다.
이렇게 승객이 시트에 착석한 상태에서 장시간에 걸쳐 장거리 주행을 하다 보면, 허리 통증 등을 유발하는 여러 가지 자세를 취하게 되고, 특히 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)로 인하여 허리 통증 등의 불편함을 호소하는 현상이 발생되고 있다.
이에, 장시간에 걸쳐 장거리 주행을 하는 경우, 운전자 및 승객에 대한 자세를 감지하여 허리 통증을 완화시킬 수 있는 곧은 자세로 유도해주는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 승객이 시트에 착석한 상태에서 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)를 체압센서 및 카메라 등을 이용하여 감지한 후, 승객의 자세를 허리 통증을 완화시킬 수 있는 올바르고 곧은 자세로 유도할 수 있도록 한 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 승객의 머리와 헤드레스트 간의 거리를 측정하는 카메라; 시트의 전체 면적에 걸쳐 고르게 내장되어 승객의 체압을 감지하는 다수의 체압센서; 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위하여 시트백의 내부에 팽창 가능하게 내설되는 가압장치; 상기 카메라에서 측정된 거리 및 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압을 기반으로, 상기 가압장치의 작동을 제어하는 제어기; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 카메라는 시트의 위쪽과 대응되는 위치의 헤드라이닝에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 가압장치는: 시트백 프레임에 장착되는 한 쌍의 레일; 레일에 상하 이동 가능하게 장착되는 지지판; 지지판의 전면에 팽창 가능하게 장착되는 에어셀; 및 에어셀에 공기를 공급하거나 에어셀로부터 공기를 빨아들이는 펌프; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지판의 배면에는 랙이 장착되고, 상기 시트백 프레임에는 랙과 맞물리는 기어를 축으로 갖는 모터가 장착된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 제어기는: 상기 카메라에서 측정된 거리 신호 및 상기 체압센서에서 측정된 체압 신호를 기반으로 승객의 현재 자세가 굽은 자세인지 여부를 판정하는 자세 판별 유닛;
상기 다수의 체압센서 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서의 체압 신호를 기반으로 승객의 체형을 판정하는 체형 크기 판별 유닛; 상기 자세 판별 유닛의 판정 결과, 승객의 현재 자세가 허리통증을 유발하는 자세로 판정되면 가압장치의 팽창량을 결정하는 팽창량 결정 유닛; 상기 체형 크기 판별 유닛의 체형 판정 결과를 기반으로 가압장치의 상하 위치 이동거리를 결정하는 상하위치 이동량 결정 유닛; 및 상기 팽창량 결정유닛에서 결정된 가압장치의 팽창량 및 상기 상하위치 이동량 결정 유닛에서 결정된 상하위치 이동량에 맞게 상기 가압장치를 구동시키는 구동 제어 유닛; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 자세 판별 유닛은 상기 카메라에서 측정된 거리가 임계범위를 벗어나면서 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위 이하이거나, 상기 카메라에서 측정된 거리가 임계범위에 속하면서 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위 이하이면 승객의 허리 통증을 유발하는 자세로 판정하는 것을 특징으로 한다.
상기 체형 크기 판별 유닛은 상기 다수의 체압센서 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 승객의 앉은 키를 판정한 후, 체압센서의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 24cm ~ 30cm 사이 위치에 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어기는 승객 자세 교정 과정의 종료 여부를 판별하는 종료조건 판별 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 종료조건 판별 유닛은 수직방향 가속도 센서의 신호와 네비게이션 정보를 수신하여 험로 주행 또는 반복 선회를 포함하는 주행 상태로 인식하면, 승객 자세 교정 과정을 종료하거나 이미 팽창된 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 종료조건 판별 유닛은 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위하여 가압장치가 팽창된 시간이 설정 시간 이상이면, 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 종료조건 판별 유닛은 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 가압장치가 팽창하여 눌러주어 승객의 자세가 허리 통증을 완화시키는 자세로 교정된 후, 일정 시간이 지나면 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 승객이 시트에 착석한 자세가 허리 통증을 유발하는 자세로 판정되면, 승객의 자세를 허리 통증을 완화시킬 수 있는 자세로 교정해줌으로써, 장시간 주행시 허리 통증을 완화시킬 수 있고, 시트 컴포트 성품성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 승객이 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 허리 통증을 유발하는 자세의 예를 보여주는 개략도,
도 2는 척추 모형을 보여주는 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템을 도시한 구성도,
도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 A-A 선과 B-B 선을 취한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 제어 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 작동 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 체압센서 감지예를 도시한 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 카메라에서 승객과 헤드레스트 간의 거리를 측정하는 예를 도시한 개략도,
도 9는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 체압센서가 견갑골 체압을 감지하는 예를 보여주는 개략도,
도 10은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 작동에 의하여 허리 통증을 완화시키는 자세로 교정되는 예를 도시한 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 2를 참조하면, 인체의 척추는 등 부분에 걸쳐 있는 흉추(thoracic spine)와, 허리 부분에 걸쳐 있는 요추(lumbar spine)와, 요추와 골반(pelvis) 사이의 천추(sacrum spine)를 포함한다.
대개, 사람이 의자에 앉았을 때, 상체를 곧게 기립시킨 상태를 유지하면 상기 척추는 흉추(thoracic spine)를 구성하는 T10 ~ T12를 지점으로 아치형 형상을 이루게 되고, 요추 등에 작용하는 하중이 감소하여 허리 통증을 완화시킬 수 있다.
반면, 사람이 의자에 앉았을 때, 머리와 상체가 앞으로 숙여지면 상기 척추 중 흉추(thoracic spine)에서의 하중 지지력이 감소하는 동시에 요추에 하중이 집중되어 허리 불편함 내지 통증을 유발할 수 있다.
도 1을 참조하면, 승객이 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 머리와 상체가 앞으로 숙여질 수 있고, 이에 상기 척추 중 흉추(thoracic spine)에서의 하중 지지력이 감소하는 동시에 요추에 하중이 집중되어 허리 불편함 내지 통증이 유발될 수 있다.
이에, 본 발명은 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 허리 통증을 유발하는 승객의 나쁜 자세 중 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)를 허리 통증을 완화시킬 수 있는 올바르고 곧은 자세로 교정시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템을 도시한 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 A-A 선과 B-B 선을 취한 단면도이다.
도 3에서 보듯이, 시트(10)의 전체 면적에 걸쳐 승객의 체압을 감지하는 다수의 체압센서(12)가 내장된다.
바람직하게는, 상기 체압센서(12)는 유연한 매트(mat)에 가로 및 세로방향을 따라 소정의 간격으로 부착되어 시트커버와 폼 패드 사이에 배치된다.
또한, 상기 시트(10)의 위쪽과 대응되는 헤드라이닝(14)에는 승객의 머리와 헤드레스트(16) 간의 거리를 측정하는 카메라(20)가 장착된다.
특히, 승객의 상체를 지지하는 시트백(18)의 내부에는 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위한 가압장치(30)가 팽창 가능하게 내설된다.
상기 가압장치(30)의 일 실시예를 도시한 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 시트백 프레임(31)의 양쪽에 한 쌍의 레일(32)이 상하방향을 따라 장착되고, 이 레일(32)에는 소정 면적을 갖는 지지판(33)의 양측단부가 상하 이동 가능하게 삽입된다.
이때, 상기 지지판(33)의 전면에는 에어셀(34)이 팽창 및 수축 가능하게 장착되며, 이 에어셀(34)에는 공기를 공급하거나 에어셀(34)로부터 공기를 빨아들이는 펌프(35)가 연결된다.
또한, 상기 지지판(33)의 상하 이동을 위한 구동력을 제공하기 위하여 상기 지지판(33)의 배면에는 랙(36)이 상하방향으로 배열되며 장착되고, 상기 시트백 프레임(31)의 소정 위치에는 랙(36)과 맞물리는 기어(37)를 출력축으로 갖는 모터(38)가 장착된다.
따라서, 상기 카메라(20)에서 측정된 헤드레스트와 승객의 머리 간의 거리 신호 및 상기 체압센서(12)에서 감지하는 승객의 견갑골 체압을 기반으로, 제어기(40)에서 가압장치(30)의 에어셀(34) 이동 및 팽창량 등을 제어하게 된다.
예를 들어, 상기 제어기(40)에서 상기 카메라(20)에서 측정된 헤드레스트와 승객의 머리 간의 거리 신호 및 상기 체압센서(12)에서 감지하는 승객의 견갑골 체압을 수신하여, 승객이 시트에 착석한 자세가 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)로 판정되면, 가압장치(30)의 에어셀(34)을 팽창시키는 제어를 함으로써, 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 사이가 에어셀(34)의 팽창에 의하여 눌려짐으로써, 승객의 척추가 곧게 펴지는 기립 상태로 교정될 수 있다.
여기서, 상기 제어기의 구성을 첨부한 도 5의 제어 구성도를 참조로 살펴보면 다음과 같다.
상기 제어기(40)는 승객의 현재 자세가 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세인지 여부를 판별하는 자세 판별 유닛(41)과, 승객의 체형을 판정하는 체형 크기 판별 유닛(42)과, 상기 가압장치(30)의 에어셀 팽창량을 결정하는 팽창량 결정 유닛(43)과, 상기 가압장치의 상하 위치 이동거리를 결정하는 상하위치 이동량 결정 유닛(44)과, 상기 가압장치(30)의 펌프(35) 및 모터(38)에 대한 구동 제어를 하는 구동 제어 유닛(45)을 포함하여 구성된다.
상기 자세 판별 유닛(41)은 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압 신호를 기반으로 승객의 현재 자세가 정상적인 착좌 자세인지 비정상적인 착좌 자세인지를 우선적으로 판정한다.
예를 들어, 도 7의 좌측 도면에서 보듯이 상기 자세 판별 유닛(41)은 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압분포가 시트쿠션에 작용하는 엉덩이 체압과, 상체 중 시트백에 작용하는 허리 체압 및 견갑골 체압 등이 소정의 수준으로 고르게 분포하면, 승객의 현재 자세가 정상적인 자세로 판정한다.
반면, 도 7의 우측 도면에서 보듯이 상기 자세 판별 유닛(41)은 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압분포가 시트쿠션에 작용하는 엉덩이 체압과, 상체 중 시트백에 작용하는 허리 체압 및 견갑골 체압 등이 불규칙적이면, 승객의 현재 자세가 비정상적인 자세(굽은 자세)로 판정한다.
더욱이, 상기 자세 판별 유닛(41)은 승객의 현재 자세가 비정상적인 자세(굽은 자세)임을 보다 명확하게 판정하기 위하여, 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압 신호 외에 상기 카메라(20)에서 측정된 헤드레스트와 승객의 머리 간의 거리 신호를 기반으로 승객의 현재 자세가 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세인지 여부를 판정한다.
보다 상세하게는, 상기 자세 판별 유닛(41)은 상기 카메라(20)에서 측정된 헤드레스트와 승객의 머리 간의 거리가 임계범위(예, 10cm ~ 20cm)를 벗어나면서 상기 체압센서(12)에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위(예, 전체 체압 대비 5% ~ 15%) 또는 그 미만(예, 5% 미만)이거나, 또는 상기 카메라(20)에서 측정된 거리가 임계범위(예, 10cm ~ 20cm)에 속하면서 상기 체압센서(12)에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위(예, 전체 체압 대비 5% ~ 15%) 또는 그 미만(예, 5% 미만)이면 비정상 자세 중 승객의 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)로 판정하게 된다.
이때, 상기 카메라(20)는 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리를 측정하여 제어기(40)의 자세 판별 유닛(41)으로 전송하면, 자세 판별 유닛(41)은 도 7에서 보듯이 측정 거리가 10cm 이내이면 가까운 거리로 판정하고, 임계범위인 10cm ~ 20cm 이면 적정 거리로 판정하며, 20cm를 초과하면 먼 거리로 판정한다.
상기 체형 크기 판별 유닛(42)은 상기 다수의 체압센서(12) 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서(12)의 체압 신호를 기반으로 승객의 체형을 판정한다.
상기 체형 크기 판별 유닛(42)은 상기 다수의 체압센서(12) 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 승객의 앉은 키를 판정한 후, 해당 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 24cm ~ 30cm 사이 위치에 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정한다.
예를 들어, 도 9에서 보듯이 상기 체형 크기 판별 유닛(42)은 앉은 키가 작은 승객의 경우 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 24cm 떨어진 위치에 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정하고, 앉은 키가 중간 범위인 승객의 경우 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 27cm 떨어진 위치에 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정하며, 앉은 키가 큰 범위인 승객의 경우 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 30cm 떨어진 위치에 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정한다.
한편, 상기 팽창량 결정 유닛(43)은 상기 자세 판별 유닛(41)으로부터 승객의 현재 자세가 허리 통증을 유발하는 굽은 자세로 판정된 신호를 수신하면, 상기 가압장치(30)의 에어셀(34)에 대한 팽창량을 결정한다.
또한, 상기 상하위치 이동량 결정 유닛(44)은 상기 체형 크기 판별 유닛(42)의 체형 판정 신호를 수신하면, 가압장치(30)의 레일(32)을 따라 상하로 이동하는 지지판(33)의 상방향 또는 하방향 이동거리(승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 위치까지의 거리)를 결정한다.
또한, 상기 구동 제어 유닛(45)는 상기 팽창량 결정유닛(43)에서 결정된 에어셀(34)의 팽창량에 맞게 펌프(35)를 구동시키는 제어를 하고, 상기 상하위치 이동량 결정 유닛(44)에서 결정된 상하위치 이동량에 맞게 모터(38)를 구동시키는 제어를 하게 된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 승객 자세 교정 시스템에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 6은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템의 작동 순서도이다.
먼저, 승객이 시트에 착석한 상태에서 상기 체압센서(12)에 체압을 측정한다(S101).
이어서, 상기 제어기(40)의 자세 판별 유닛(41)에서 체압센서(12)에서 측정된 체압 신호를 수신하여, 승객의 현재 자세가 정상적인 착좌 자세인지 비정상적인 착좌 자세인지를 우선적으로 판정한다(S102).
예를 들어, 도 7의 우측 도면에서 보듯이 상기 자세 판별 유닛(41)은 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압분포가 시트쿠션에 작용하는 엉덩이 체압과, 상체 중 시트백에 작용하는 허리 체압 및 견갑골 체압 등이 불규칙적이면, 승객의 현재 자세가 비정상적인 자세(굽은 자세)로 판정한다.
이때, 상기 카메라(20)에서 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리를 측정한다(S103).
다음으로, 상기 자세 판별 유닛(41)은 승객의 현재 자세가 비정상적인 자세(굽은 자세)임을 보다 명확하게 판정하기 위하여, 상기 체압센서(12)에서 측정된 체압 신호 외에 상기 카메라(20)에서 측정된 헤드레스트와 승객의 머리 간의 거리 신호를 수신하여, 승객의 현재 자세가 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세인지 여부를 판정한다(S104).
이때, 상기 체형 크기 판별 유닛(42)에서 상기 다수의 체압센서(12) 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 승객의 앉은 키를 판정한 후, 해당 체압센서(12)의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 24cm ~ 30cm 사이 위치에 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정한다.
이어서, 상기 팽창량 결정 유닛(43)에서 상기 자세 판별 유닛(41)으로부터 승객의 현재 자세가 굽은 자세로 판정된 신호를 수신하면, 상기 가압장치(30)의 에어셀(34)에 대한 팽창량을 결정한다.
이때, 상기 팽창량 결정 유닛(43)에서 상기 자세 판별 유닛(41)으로부터 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리 정보와, 승객의 견갑골 체압 발생 비율 정보를 수신하여 아래의 표 1에 기재된 바와 같이 에어셀(34)의 팽창량을 강(에어셀에 대한 에어 공급량 최대), 중(에어셀에 대한 에어 공급량 중간), 약(에어셀에 대한 에어 공급량 최소)으로 구분하여 결정할 수 있다.
Figure 112018094393832-pat00001
위의 표 1에서 보듯이, 일례로서 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리가 10cm 미만이더라도 전체 체압 대비 견갑골 체압 발생 비율이 5% 미만이면, 상기 팽창량 결정 유닛(43)에서 흉추 부분이 약간 굽은 상태로 판정하여 에어셀의 팽창량을 약(에어셀에 대한 에어 공급량 최소)으로 결정한다.
다른 예로서, 상기 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리가 10cm ~ 20cm의 임계범위로 속하더라도, 전체 체압 대비 견갑골 체압 발생 비율이 5% 미만이면, 상기 팽창량 결정 유닛(43)에서 흉추 부분이 약간 굽은 상태로 판정하여 에어셀의 팽창량을 중(에어셀에 대한 에어 공급량 중간)으로 결정한다.
또 다른 예로서, 상기 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리가 20cm를 초과하고, 전체 체압 대비 견갑골 체압 발생 비율이 5% 미만이면, 상기 팽창량 결정 유닛(43)에서 흉추 부분이 약간 굽은 상태로 판정하여 에어셀의 팽창량을 강(에어셀에 대한 에어 공급량 최대)으로 결정한다.
이와 같이, 상기 헤드레스트(16)와 승객의 머리 간의 거리 및 상기 전체 체압 대비 견갑골 체압 발생 비율을 기반으로 에어셀 팽창량을 여러 가지 경우로 구분하여 결정할 수 있다.
이와 함께, 상기 상하위치 이동량 결정 유닛(44)에서 상기 체형 크기 판별 유닛(42)의 체형 판정 신호를 수신하면, 가압장치(30)의 레일(32)을 따라 상하로 이동하는 지지판(33)의 이동거리(승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 위치까지의 거리)를 결정한다.
다음으로, 상기 구동 제어 유닛(45)에서 상기 팽창량 결정유닛(43)에서 결정된 에어셀(34)의 팽창량에 맞게 펌프(35)를 구동시키는 제어를 하고, 상기 상하위치 이동량 결정 유닛(44)에서 결정된 상하위치 이동량에 맞게 모터(38)를 구동시키는 제어를 하게 된다(S105).
따라서, 상기 모터(38)의 구동에 의하여 모터 출력축에 달린 기어(37)가 회전하고, 연이어 지지판(33)의 배면에 형성된 랙(36)에 회전력이 전달됨으로써, 에어셀(34)이 부착된 지지판(33)이 레일(32)을 따라 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 위치로 이동하게 된다.
연이어, 첨부한 도 10에 도시된 바와 같이 상기 에어셀(34)이 펌프(35)의 구동에 의하여 팽창하여, 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 부분을 가압하게 됨으로써, 승객의 척추가 곧게 펴지는 자세(허리 통증을 완화시킬 수 있는 자세)로 자연스럽게 교정될 수 있다.
한편, 상기 에어셀(34)이 팽창하여 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 부분을 가압하면 승객의 척추가 곧게 펴지는 자세로 자연스럽게 교정될 수 있지만, 에어셀 팽창에 의한 가압 시간이 지속되면 승객이 오히려 불편해 할 수 있고, 또한 차체 진동이 심한 주행로를 주행하는 경우에는 승객의 등 부분이 팽창된 에어셀과 간섭하여 불편함을 느낄 수 있으므로, 상기한 승객 자세 교정 과정의 종료가 필요하다.
이를 위해, 첨부한 도 5에서 보듯이 상기 제어기(40)는 승객 자세 교정 과정의 종료 여부를 판별하는 종료조건 판별 유닛(46)을 더 포함하여 구성된다.
상기 종료조건 판별 유닛(46)은 수직방향 가속도 센서의 신호와 네비게이션 정보를 수신하여 험로 주행 또는 반복 선회를 포함하는 주행 상태로 인식하는 종료조건 판별을 한다(S106).
이에, 험로 주행 또는 반복 선회시 차체 진동에 의하여 승객도 한쪽으로 쏠리는 등의 자세 변동이 발생하면서 승객의 등 부분이 팽창된 에어셀에 간섭되며 불편함을 느낄 수 있으므로, 승객 자세 교정 과정을 종료하거나 이미 팽창된 에어셀(34)을 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛(45)에 전송한다(S107).
이에, 상기 구동 제어 유닛(45)의 명령 신호에 의하여 펌프가 역 구동하여 에어셀 내의 공기가 배출되면서 에어셀이 본래 위치로 수축됨에 따라, 에어셀과의 간섭에 따른 불편함이 해소될 수 있다.
또는, 상기 종료조건 판별 유닛(46)은 팽창된 에어셀(34)이 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주는 시간이 설정 시간 이상이면, 마찬가지로 팽창된 에어셀(34)을 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛(45)에 전송한다.
즉, 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 설정 시간 이상으로 가압하면, 승객이 오히려 불편해 할 수 있으므로, 상기 구동 제어 유닛(45)의 명령 신호에 의하여 펌프가 역 구동하여 에어셀 내의 공기가 배출되면서 에어셀이 본래 위치로 수축됨에 따라 불편함이 해소될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 승객이 시트에 착석한 상태에서 장시간 주행시 승객의 자세가 허리 통증을 유발할 수 있는 굽은 자세(Slouched-Sitting Posture)로 판정되면, 승객의 자세를 허리 통증을 완화시킬 수 있는 곧은 자세로 교정해줌으로써, 장시간 주행시 허리 통증을 완화시킬 수 있고, 시트 컴포트 성품성 향상에 기여할 수 있다.
10 : 시트
12 : 체압센서
14 : 헤드라이닝
16 : 헤드레스트
18 : 시트백
20 : 카메라
30 : 가압장치
31 : 시트백 프레임
32 : 레일
33 : 지지판
34 : 에어셀
35 : 펌프
36 : 랙
37 : 기어
38 : 모터
40 : 제어기
41 : 자세 판별 유닛
42 : 체형 크기 판별 유닛
43 : 팽창량 결정 유닛
44 : 상하위치 이동량 결정 유닛
45 : 구동 제어 유닛
46 : 종료조건 판별 유닛

Claims (11)

  1. 승객의 머리와 헤드레스트 간의 거리를 측정하는 카메라;
    시트의 전체 면적에 걸쳐 고르게 내장되어 승객의 체압을 감지하는 다수의 체압센서;
    승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위하여 시트백의 내부에 팽창 가능하게 내설되는 가압장치; 및
    상기 카메라에서 측정된 거리 및 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압을 기반으로, 상기 가압장치의 작동을 제어하되, 상기 가압장치가 승객의 흉추 중 T10 ~ T12 가 존재하는 위치로 이동되어 팽창되도록 제어하는 제어기;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라는 시트의 위쪽과 대응되는 위치의 헤드라이닝에 장착되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압장치는:
    시트백 프레임에 장착되는 한 쌍의 레일;
    레일에 상하 이동 가능하게 장착되는 지지판;
    지지판의 전면에 팽창 가능하게 장착되는 에어셀; 및
    에어셀에 공기를 공급하거나 에어셀로부터 공기를 빨아들이는 펌프;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지판의 배면에는 랙이 장착되고, 상기 시트백 프레임에는 랙과 맞물리는 기어를 축으로 갖는 모터가 장착된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기는:
    상기 카메라에서 측정된 거리 신호 및 상기 체압센서에서 측정된 체압 신호를 기반으로 승객의 현재 자세가 굽은 자세인지 여부를 판정하는 자세 판별 유닛;
    상기 다수의 체압센서 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서의 체압 신호를 기반으로 승객의 체형을 판정하는 체형 크기 판별 유닛;
    상기 자세 판별 유닛의 판정 결과, 승객의 현재 자세가 굽은 자세로 판정되면 가압장치의 팽창량을 결정하는 팽창량 결정 유닛;
    상기 체형 크기 판별 유닛의 체형 판정 결과를 기반으로 가압장치의 상하 위치 이동거리를 결정하는 상하위치 이동량 결정 유닛;
    상기 팽창량 결정유닛에서 결정된 가압장치의 팽창량 및 상기 상하위치 이동량 결정 유닛에서 결정된 상하위치 이동량에 맞게 상기 가압장치를 구동시키는 구동 제어 유닛;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 자세 판별 유닛은 상기 카메라에서 측정된 거리가 임계범위를 벗어나면서 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위 이하이거나, 상기 카메라에서 측정된 거리가 임계범위에 속하면서 상기 체압센서에서 감지하는 승객의 견갑골 체압이 임계 체압범위 이하이면 굽은 자세로 판정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 체형 크기 판별 유닛은 상기 다수의 체압센서 중 승객의 견갑골 체압을 측정하는 체압센서의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 승객의 앉은 키를 판정한 후, 체압센서의 체압 신호 발생 지점을 기준으로 아래쪽으로 24cm ~ 30cm 사이 위치에 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 가 존재하는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어기는 승객 자세 교정 과정의 종료 여부를 판별하는 종료조건 판별 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 종료조건 판별 유닛은 수직방향 가속도 센서의 신호와 네비게이션 정보를 수신하여 험로 주행 또는 반복 선회를 포함하는 주행 상태로 인식하면, 승객 자세 교정 과정을 종료하거나 이미 팽창된 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 종료조건 판별 유닛은 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 눌러주기 위하여 가압장치가 팽창된 시간이 설정 시간 이상이면, 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 종료조건 판별 유닛은 승객의 흉추(thoracic spine) 중 T10 ~ T12 사이를 가압장치가 팽창하여 눌러주어 승객의 굽은 자세가 곧은 자세로 교정된 후, 일정 시간이 지나면 가압장치를 본래 위치로 수축되도록 한 명령 신호를 구동 제어 유닛에 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템.
KR1020180113391A 2018-09-21 2018-09-21 자율주행 차량의 승객 자세 교정 시스템 KR102602419B1 (ko)

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