KR19990021639A - 졸음운전 검출장치 및 판단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 졸음운전 검출장치 및 판단방법에 관한 것으로, 운전자의 눈꺼플 변화를 검출하기 위한 CCD카메라(10)를 차량 천정면 선루프나 또는 스티어링 휠 하부에 설치하고 키입력부(20)를 통해 이미지 저장부(30)에 미리 저장된 기준이미지와 상기 CCD카메라(10)를 통해 입력된 이미지를 마이컴(40)에서 비교판단한 후 졸음운전으로 판단될 경우 경보장치(50)를 통해 소정음이 출력되게 구성하여 기준이미지 함수와 입력이미지 함수와의 차에 대한 절대값을 일정횟수 반복하여 합산하고 그 평균값을 구한 후 기준값과 비교하며 평균값이 기준값에서 허용오차 범위보다 작을 경우 졸음운전으로 판단하고, 평균값이 기준값보다 클 경우 정상으로 판단함을 특징으로 한다.

Description

졸음운전 검출장치 및 판단방법

본 발명은 주행중 운전자의 졸음을 감지하여 경보할 수 있는 졸음운전판정에 관한 것으로, 특히 운전자의 눈꺼플의 운동 상태를 설정된 데이터 테이블과 비교 하여 졸음을 판정하는 운전자 졸음운전 검출장치 및 판단방법에 관한 것이다.

일반적으로 졸음운전은 신체의 피곤함과 더불어 탑승자의 호흡에 의해 발생하는 이산화탄소의 농도증가, 외부오염공기의 유입 등 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로, 이러한 졸음운전을 방지하기 위한 방편으로 일정 주행시간 간격으로 휴식을 권하고 있지만 이를 무시하고 주행하는 경우가 대부분이며, 이러한 점을 감안하여 졸음운전 퇴치를 목적으로 다양한 고안이 제시된 바 있다

일예로 종래의 졸음운전 방지시스템은 신체의 변화를 검출하여 졸음운전을 판정한 후 경보를 하거나 또는 차량의 움직을 통해 감지하는 방법도 제시된 바 있으나, 효과가 미비하여 이에 대한 대책이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

특히, 종래에는 신체의 맥박수를 검출하여 졸음운전으로 판단하는 방법도 제시된 바 있으나, 정확성을 기대하기 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 운전자의 신체변화중 눈꺼플의 변화량을 검출하여 졸음운전을 판정함으로써 졸음판정에 대한 정확성을 기할 수 있도록 하는 졸음운전 검출장치 및 판단방법을 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 졸음운전 검출장치는 눈꺼플의 변화량을 검출하는 눈꺼플변화 검출수단과, 눈꺼플 변화량에 대한 기준신호를 입력하기 위한 키입력부와, 엔진의 시동여부를 판단하여 차량의 주행상태를 검지하는 키실린더 스위치와, 키입력부의 조작에 의해 정상적인 상태의 운전자 눈꺼플 상태에 대한 이미지를 저장하는 이미지 저장수단과, 눈꺼플변화량과 기 설정된 이미지와의 함수관계를 연산처리하여 졸음운전을 판단하고 졸음운전으로 판단될 경우 경보용 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴의 제어신호에 의해 구동하여 운전자의 주의를 환기시키기 위한 경보수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 눈꺼플변화 검출수단은 마이컴과 전기적으로 연결된 CCD카메라로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기한 구성을 통한 본 발명의 졸음운전 판단방법은 정상적인 상태의 운전자 눈꺼플 상태에 대한 이미지를 구획분할하여 기준이미지 함수를 설정하는 기준이미지 설정단계와, 엔진시동과 동시에 CCD카메라를 통해 운전자의 눈꺼플 변화를 검출하고 함수처리하는 입력신호 처리단계와, 기준이미지에 입력이미지를 클로우즈업시켜 눈꺼플의 변화량에 따라 졸음운전을 판단하는 졸음운전 판단단계를 수행하는 루틴을 수행함을 특징으로 한다.

상기 졸음운전 판단단계는 기준이미지 함수와 입력이미지 함수와의 차에 대한 절대값을 일정횟수 반복하여 합산하고 그 평균값을 구한 후 기준값과 비교하며 평균값이 기준값에서 허용오차 범위보다 클 경우 졸음운전으로 판단하고, 평균값이 기준값과 같거나 일정 허용오차범위일 경우 정상으로 판단함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 졸음검출장치를 보인 블록회로도,

도 2는 본 발명의 졸음판단방법을 설명하기 위한 순서도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:CCD카메라 20:키입력부

30:이미지저장부 40:마이컴

50:경보장치 60:키실린더 스위치

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 졸음운전 감지장치에 대한 블록회로도로써, 도시한 바와 같이 운전자의 눈꺼플 변화를 검출하기 위한 CCD카메라(10)를 차량 천정면 선루프나 또는 스티어링 휠 하부에 설치하고 키입력부(20)를 통해 이미지 저장부(30)에 미리 저장된 기준이미지와 상기 CCD카메라(10)를 통해 입력된 이미지를 마이컴(40)에서 비교판단한 후 졸음운전으로 판단될 경우 경보장치(50)를 통해 소정음이 출력되게 구성한다.

도면중 부호 60은 키실린더 스위치로 마이컴에서 차량이 주행중 일 경우에만 졸음운전 판단을 위한 기준시점으로 이용된다.

이하, 상기한 실시예 구성에 의한 졸음운전 판단방법을 도2의 플로우챠트도를 통해 상세하게 설명한다.

본 발명은 최초 키입력부(20)를 조작하여 정상적인 운전자의 눈꺼플 변위량에 대한 이미지를 CCD카메라(10)를 통해 영상화하여 이미지저장부(30)에 저장하게 되며, 이때 기준 이미지는 화소별로 저장되며 하나의 화소에 대한 좌표함수를 R(i,j)로 가정한다.

이와 같이 정상적인 눈꺼플 이미지에 대한 기준좌표가 설정된 상태에서 운전자가 키실린더에 시동키를 삽입하여 엔진을 구동하면, 해당 소자에 전원이 공급됨과 동시에 CCD카메라(20)를 통해 운전자의 눈부위에 대한 이미지가 검출되어 마이컴(40)에 입력되며, 상기 마이컴(40)에서는 입력된 화상신호를 화소별로 저장한 후 기준 좌표함수(R)에 대한 입력좌표 I(i,j)의 변화를 통해 졸음운전을 판단하게 된다.

다시말해, 본 발명의 졸음운전 판단방법은 다음의 수학식 1과 같이 기준좌표 R(i,j)과 입력좌표 I(i,j)를 감산한 절대값 F(i,j) 즉, 눈꺼플의 변위에 대한 화소값을 구한다.

그리고 수학식 2와 같이 일정시간 동안 변화한 화소값 F(i,j)을 합산하고 평균값 D(t)를 구한다.

이와같이 구해진 평균값 D(t)을 사람이 정상적일 때 움직이는 눈꺼플의 깜빡거림 횟수로 설정한 기준값(N)과 비교하여 졸음운전을 판단하게 된다.

따라서, 평균값 D(t)이 기준값(N)보다 작을 경우 즉, 일정시간 동안 운전자 눈꺼플의 깜빡거림이 설정된 횟수 보다 작을 경우 마이컴에서는 운전자가 졸고 있는 것으로 판단하고 경보장치(50)를 제어하여 경보함으로써 운전자의 주의를 환기시키게 된다.

반대로 평균값 D(t)이 기준값(N)보다 클 경우 즉, 일정시간 동안 운전자 눈꺼플의 깜빡거림이 기준횟수 보다 많을 경우에는 정상으로 판단하게 된다.

이때, 상기 기준값(N)을 설정할 경우에는 히스테리시스값 즉, 허용오차 범위를 설정하여 졸음운전의 오판을 방지하도록 함은 당연할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 운전자의 눈꺼플 변위량을 일정시간 동안 검출하여 연산하고 그 결과를 기준값과 비교하여 졸음운전을 판단할 수 있도록 함으로써 기준영상과 입력영상간의 두 영상의 화소에 대한 연산만으로 간단히 졸음을 판단할 수 있어, 졸음운전에 대한 정확성을 높일 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 눈꺼플의 변화량을 검출하는 눈꺼플변화 검출수단과, 눈꺼플 변화량에 대한 기준신호를 입력하기 위한 키입력부와, 엔진의 시동여부를 판단하여 차량의 주행상태를 검지하는 키실린더 스위치와, 키입력부의 조작에 의해 정상적인 상태의 운전자 눈꺼플 상태에 대한 이미지를 저장하는 이미지 저장수단과, 눈꺼플변화량과 기 설정된 이미지와의 함수관계를 연산처리하여 졸음운전을 판단하고 졸음운전으로 판단될 경우 경보용 제어신호를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴의 제어신호에 의해 구동하여 운전자의 주의를 환기시키기 위한 경보수단으로 구성됨을 특징으로 졸음운전 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 눈꺼플변화 검출수단은 마이컴과 전기적으로 연결된 CCD카메라로 구성됨을 특징으로 하는 졸음운전 검출장치.
3. CCD 카메라를 통해 눈의 변위를 검출하여 졸음운전을 판단하는 방법에 있어서, 정상적인 상태의 운전자 눈꺼플 상태에 대한 이미지를 구획분할하여 기준이미지 함수를 설정하는 기준이미지 설정단계와, 엔진시동과 동시에 CCD카메라를 통해 운전자의 눈꺼플 변화를 검출하고 함수처리하는 입력신호 처리단계와, 기준이미지에 입력이미지를 클로우즈업시켜 눈꺼플의 변화량에 따라 졸음운전을 판단하는 졸음운전 판단단계를 수행하는 루틴을 수행함을 특징으로 하는 졸음운전 판정방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 졸음운전 판단단계는 기준이미지 함수와 입력이미지 함수와의 차에 대한 절대값을 일정횟수 반복하여 합산하고 그 평균값을 구한 후 기준값과 비교하며 평균값이 기준값에서 허용오차 범위보다 작을 경우 졸음운전으로 판단하고, 평균값이 기준값보다 클 경우 정상으로 판단함을 특징으로 하는 졸음운전 판단방법.