KR19980031430A - 졸음 운전 방지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 졸음 운전 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 졸음 운전 방지 장치의 주요 구성은 차량 핸들(10)의 좌·우측 핸들림(5)에 각각 장착된 압전 센서 A,B(20,21)와, 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 센서(40)와, 상기 압전 센서 A,B(20,21)의 입력 데이터와 상기 차량 속도 센서(40)의 속도 데이터에 의해 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 중앙 처리 장치(30)와, 졸음 운전시 경보음을 출력하는 경보음 출력부(60)로 이루어져, 모드 설정시 상기 압전 센서 A,B(20,21)가 온상태인가를 판단하며, 압전 센서 A,B(20,21)가 오프상태이면 차량 속도가 일정 속도 이상인가를 판정하고, 차속이 일정 속도 이상이면 경보음 출력을 수행함으로서 운전자의 졸음 운전으로 생길 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있으며 이를 구현하기 위한 구성을 간소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

졸음 운전 방지 장치 및 방법

본 발명은 졸음 운전 방지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 운전석의 핸들에 장착된 압전센서에 의해 차량이 일정속도 이상으로 주행하고 차량의 핸들에 가해지는 압력이 기준치 이하로 감소하여 운전자가 졸음 운전을 하고 있는 것으로 감지되면 운전자의 주위를 환기시키기 위해 경고음이나 운전석 시트를 진동하여 운전자의 졸음을 쫓는 졸음 운전 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 졸음 운전 방지 장치는 도 1에 도시된 바와 같다.

졸음 운전 방지 장치의 주요 구성은 운전자의 얼굴 부위를 촬영하는 CCD 카메라(120)와, 입력된 화상 데이터를 통하여 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 중앙 처리 장치(130)와, 운전자의 졸음을 쫓기 위한 경보음 출력부(160) 등으로 구성되어 있다.

먼저 운전자의 얼굴 부위를 촬영하는 CCD 카메라(120)의 화상을 입력받아 흑백인 화상의 명암 및 운전자의 얼굴 윤곽 등을 보정하는 전처리과정을 수행하여 화상 데이터를 보내주게 된다.

중앙 처리 장치(130)에서는 입력된 화상 테이터를 통하여 눈부위에 해당되는 자료를 비교 분석하여 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하게 된다.

이때 눈부위에 해당하는 화상이 일정 시간이 경과하도록 움직임이 없어 운전자가 졸음 운전을 한다고 판단되면 중앙 처리 장치(130)는 경보음 출력부(160)에 출력하므로 경보음 출력부(160)에서는 운전자의 졸음을 쫓기 위한 경보음을 출력하여 졸음 운전을 방지하게 된다.

그러나 이와 같은 졸음 운전 방지 장치는 CCD 카메라를 통하여 운전자를 촬영하여 눈의 깜빡임만으로 졸음 운전을 판정하기 때문에 그 정확도가 떨어지며, 야간운전시에는 CCD 카메라의 감도문제로 졸음 운전 판정의 정확도가 떨어지거나 판정이 불가능한 경우가 발생하게 된다.

다른 졸음 운전 경보장치로는 CCD 카메라 외에 운전자의 졸음상황을 감지하기 위해 스티어링 각도 센서 및 맥압 센서의 정보를 이용하는 경우도 있고, 졸음을 막기 위해 특수한 향을 졸음 운전시 발생시키는 것도 있다.

그러나 맥압센서를 이용할 경우에는 운전자의 팔목에 센서를 부착해야 하는 불편함이 있으며, 졸음방지를 위한 특수 향을 발생시키는 것은 그 효과가 의심스럽다. 따라서 좀더 단순한 구성을 가지고 확실하게 졸음 운전을 방지할 수 있는 졸음 운전 방지 장치의 요구가 생겨나게 되었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 운전석의 핸들 부위에 압전 센서를 장착하여 운전자가 핸들을 잡고 있는 압력이 기준치 이하로 약해지거나 한쪽 부위에만 핸들의 압력이 작용되면 졸음 운전을 하는 것으로 판단하여 경보음을 출력하거나 운전석 시트를 진동하여 운전자의 졸음 운전을 방지하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량 핸들의 좌·우측 핸들림에 각각 장착된 압전 센서 A,B와, 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 센서와, 압전 센서 A,B의 입력 데이터와 상기 차량 속도 센서의 속도 데이터에 의해 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 중앙 처리 장치와, 졸음 운전시 경보음을 출력하는 경보음 출력부로 이루어진 졸음 운전 방지 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 CCD 카메라를 사용한 졸음 운전 방지 장치를 도시한 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 졸음 운전 방지 장치의 주요 구성을 나타낸 블록 구성도,

도 3은 본 발명에서 압전 센서의 장착 위치를 도시한 개략도,

도 4은 본 발명에서 복수개의 압전 센서의 장착 위치를 도시한 개략도,

도 5는 도 2의 A-A선 단면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 스프링 3 : 브라켓

5 : 핸들림 6 : 신축관

7 : 스포크 10 : 핸들

20 : 압전 센서 A 21 : 압전 센서 B

22 : 압전 센서 C 23 : 압전 센서 D

30 : 중앙 처리 장치 40 : 차량 속도 센서

50 : 모드 설정 스위치 60 : 경보음 출력부

70 : 시트 진동 장치

본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 졸음 운전 방지 장치의 주요 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

본 발명의 졸음 운전 방지 장치는 차량 핸들의 좌·우측 핸들림에 각각 장착된 압전 센서 A,B(20,21)와, 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 센서(40)와, 졸음 운전 방지 장치의 작동여부를 선택하는 모드 설정 스위치(50)와, 상기 압전 센서 A,B(20,21)의 입력 데이터와 차량 속도 센서에서 인가되는 속도 데이터에 의해 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 중앙 처리 장치(30)와, 졸음 운전시 경보음을 출력하는 경보음 출력부(60)와, 경보음에 이어 운전석의 시트를 진동시키는 시트 진동 장치(70)로 이루어져 있다.

도 3과 도 4는 본 발명의 졸음 운전 방지 장치의 압전 센서가 핸들의 좌,우측에 설치되어 있을 때와 핸들의 좌·우·상·하측에 설치되어 있을 때의 장착 상태도를 나타낸 것이다.

차량의 조향 장치인 핸들(10)은 운전자의 손이 파지되는 핸들림(5)과, 이 핸들림(5)과 핸들축(미도시)을 연결하는 스포크(7) 등으로 이루어져 있으며, 좌·우측 핸들림(5)에는 압전 센서 A,B(20,21)가 내장되어 있다.

그리고 도 4에 도시되는 바와 같이 압전 센서가 4개 설치되어 있을때에는 핸들림(5)의 좌·우측에 압전 센서 A,B(20,21)가 설치되며, 상·하측에 압전 센서 C,D(22,23)가 설치되어 있다.

도 5는 도 3의 A-A선 단면도로서, 압전 센서가 장착된 상태를 나타낸 도면으로서, 차량 핸들(10)의 핸들림(5)에는 내부 공간이 형성된 신축관(6)으로 연결되어 있으며 그 안쪽으로 압전 센서(20)가 내장되어 있다. 이 압전 센서(20)는 신축관(6)의 내주면 상측과 하측에 돌출 형성된 브라켓(3)에 의하여 고정되어 있으며, 압전 센서(20)의 양쪽으로 스프링(3)이 탄력적으로 설치되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.

모드 설정 스위치(50)에 의해 모드 설정시 상기 압전 센서 A,B(20,21)가 온상태인가를 판단하는 단계와, 상기 압전 센서 A,B(20,21)가 오프상태이면 차량 속도가 일정 속도 이상인가를 판정하는 단계와, 차속이 일정 속도 이상이면 경보음 출력하는 단계로 이루어져 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치는 다른 부분은 일 실시예와 동일하나 복수개의 압전센서가 모두 오프상태이거나, 하나 이상의 압전 센서가 일정 시간을 경과하도록 오프상태시 졸음 운전으로 판단하는 단계로 이루어져 있다. 이와 같이 구성되는 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서는 도 6에 도시한바와 같다.

각 단계별로 설명하면 먼저 모드 설정 스위치(50)의 작동으로 졸음 운전 방지 모드를 설정하면 차량의 핸들림(5)에 장착된 압전 센서(20,21)에서 운전자의 핸들 파지 여부를 검출하여 압전 센서(20,21)가 온상태인가를 판단하는 단계이다.

여기서 압전 센서(20,21)가 온(on)상태라는 것은 운전자가 차량을 운전하기 위해 핸들림(5)을 잡은 상태이며, 압전 센서(20,21)가 오프(off)상태라는 것은 운전자가 졸음 등에 의해서 핸들을 파지하지 않은 상태를 말한다.

그 다음 단계로는 압전 센서(20,21)가 졸음 운전으로 인하여 오프상태인 경우에는 차량 속도 센서(40)에서 차량이 일정 속도(예를 들어 5㎞/h) 이상으로 주행하고 있는가는 판단하게 된다.

압전 센서(20,21)가 온상태가 아니고 차량이 일정속도로 주행하고 있을 때에는 운전자가 졸음 운전을 하고 있는 것으로 판단하여 경보음 출력부(60)를 구동하는 단계이다. 경보음이 출력된지 일정시간(예를 들어 3초)이 지나도록 아무런 반응이 없을 경우에는 졸음 운전이 계속되는 것으로 판단하여 운전석에 내장된 시트 진동 장치(70)를 구동하여 운전자의 졸음 운전을 막도록 하는 단계이다.

이와 같이 차량이 일정한 속도로 주행하고 있으며 운전자가 차량의 핸들림(5)에 파지된 힘이 약해져 압전 센서(20,21)가 오프 상태로 되면 중앙 처리 장치(30)에서는 졸음 운전으로 판정하여 경보음을 울리거나 시트진동장치(70)를 작동하여 운전자의 졸음을 방지하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 졸음 운전 방지 장치의 동작 순서는 도 7에 도시된 바와 같다.

먼저 모드 설정시 졸음 운전 방지 장치가 작동되면 차량의 핸들림(5)에 장착된 압전 센서(20,21)가 모두 온상태인가를 판단하게 된다. 압전 센서(20,21)중 하나 이상의 압전 센서가 모두 오프상태이며 일정시간(예를 들어 3초)동안 유지하면 속도 센서 검출 단계로 이동하게 된다. 또한 모든 압전 센서(20,21)가 온상태가 아닌 경우에도 속도 센서 검출 단계로 이동하게 된다.

그 다음 단계로는 하나 이상의 압전 센서(20,21)가 오프상태를 유지하고 있으면 차량 속도 센서(40)에 의해 검출되는 속도 데이터에 따라 차량이 일정 속도 이상으로 주행하고 있는가는 판단하게 된다.

하나 이상의 압전 센서가 오프상태이면서 차량이 일정속도 이상으로 주행하고 있을 때에는 운전자가 졸음 운전을 하고 있는 것으로 판단하여 경보음 출력부(60)를 구동하는 단계이다. 이어서 일정시간(예를 들어 3초)이 지나도록 압전 센서가 온상태로 전환되지 않으며 운전자의 졸음 운전이 계속되는 것으로 판단되면 시트 진동 장치를 구동하게 된다.

이처럼 차량이 일정한 속도로 주행하고 있으며 양쪽 모두의 압전 센서가 오프상태이거나, 어느 한쪽의 압전 센서에서만 온상태이고 일정 시간이 지나도록 아무런 조치가 없으면 중앙 처리 장치에서는 졸음 운전으로 판정하여 경보음 출력부를 구동하거나 시트진동장치를 구동하여 운전자의 졸음 운전을 방지하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 졸음 운전 방지 장치는 일정한 속도로 주행하고 있는 자동차의 핸들림에 압전 센서를 장착하여 운전자가 졸음 운전으로 압전 센서가 온상태가 아닌 경우에는 운전자의 졸음을 쫓기 위하여 경보음을 발생하거나 운전석의 시트를 진동하므로서 운전자의 졸음 운전으로 생길 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 졸음 운전 판정의 정확도가 높으며 이를 구현하기 위한 구성을 간소화할 수 있는 잇점이 있다.

상술한 바와 같은 본 발명은 첨부 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 발명의 상세한 설명 및 도면을 통하여 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 수정 및 변경이 가능하다 할 것이다.

Claims (7)

1. 차량 핸들(10)의 좌·우측 핸들림(5)에 각각 장착된 압전 센서 A,B(20,21)와, 차량의 주행 속도를 감지하는 차량 속도 센서(40)와, 상기 압전 센서 A,B(20,21)의 입력 데이터와 상기 차량 속도 센서(40)의 속도 데이터에 의해 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 중앙 처리 장치(30)와, 졸음 운전시 경보음을 출력하는 경보음 출력부(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 경보음에 이어 운전석의 시트를 진동시키는 시트 진동 장치(70)가 구성되어짐을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차량 핸들(10)에는 3개 이상의 압전 센서가 장착된 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 압전 센서(20)는 상기 핸들림(5)의 신축관(6) 내주면에 형성된 브라켓(3)에 의하여 고정되며, 상기 압전 센서(20)의 좌·우에는 스프링(2)이 탄력적으로 설치됨을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 장치.
5. 모드 설정시 상기 압전 센서 A,B(20,21)가 온상태인가를 판단하는 단계와,

   상기 압전 센서 A,B(20,21)가 오프상태이면 차량 속도가 일정 속도 이상인가를 판정하는 단계와,

   차속이 일정 속도 이상이면 경보음 출력하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 계속해서 경보음이 일정 시간이 경과하도록 출력되면 시트 진동 장치(70)를 구동시키는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 복수개의 압전센서가 모두 오프상태이거나 하나 이상의 압전 센서가 일정 시간을 경과하도록 오프상태시 졸음 운전으로 판단함을 특징으로 하는 졸음 운전 방지 방법.