KR20060054805A - Apparatus of drowsiness detection while driving based on non-constrained respiration measurement - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치에 관한 것으로, 운전자의 좌석 및/또는 안전 벨트에 설치되어 운전자의 호흡으로 인해 가해지는 미세한 압력 변화를 검출하기 위한 압력변화 검출수단; 상기 압력변화 검출수단의 압력 변화를 검출하여 이를 전기적인 신호로 변환하는 출력하는 압력 센서; 상기 압력 센서의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기의 출력으로부터 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴정보를 바탕으로 운전자의 졸음여부를 판단하여 운전자의 졸음시 경고부를 통해 경고하는 제어부를 포함하여 구성되며, 이러한 본 발명은 무구속 상태에서 운전자의 졸음 운전을 검출할 수 있게 되므로 편리성이 증대됨은 물론, 고가의 카메라 및 영상처리장치를 활용하지 않아도 되므로 경제적이다.The present invention relates to an apparatus for detecting sleepless breath-based drowsiness driving, comprising: pressure change detecting means installed on a seat and / or seat belt of a driver to detect a minute pressure change applied due to breathing of a driver; A pressure sensor for detecting a pressure change of the pressure change detecting means and converting the pressure change means into an electrical signal; An A / D converter converting the output signal of the pressure sensor into a digital signal; Based on the pattern information of the breathing signal when drowsiness revealed in sleep medicine from the output of the A / D converter is configured to include a control unit to determine whether the drowsiness of the driver to warn through the warning unit when the drowsiness of the driver, the present invention is The driver's drowsy driving can be detected in a restrained state, thereby increasing convenience and economical since it is not necessary to use an expensive camera and image processing apparatus.
호흡측정, 졸음운전, 검출, 에어 셀, 압력 센서 Breathing, Drowsiness, Detection, Air Cell, Pressure Sensor
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치의 구성도.1 is a block diagram of an apparatus for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing measurement according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 동작 흐름도.2 is an operational flowchart of FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치의 구성도.3 is a block diagram of an apparatus for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 에어 셀 20 : 압력 센서10
30,50,100 : 필터 40 : 가속도 센서 30,50,100: filter 40: acceleration sensor
60 : A/D변환기 70 : 제어부60: A / D converter 70: control unit
80 : 경고부 90 : 변위 센서80: warning unit 90: displacement sensor
본 발명은 졸음 운전 검출 장치에 관한 것으로, 특히 사람이 차량 운전과 같이 의자에 앉은 상태에서 호흡을 할때 의자 바닥과 의자 등받이 방향으로 발생하는 미세한 압력 변화 또는 운전 중 착용하는 안전 벨트와 운전자의 가슴 및 복부 사이에 발생하는 미세한 부피 및 압력의 변화를 측정하여 호흡신호를 측정하고 분석하여 졸음운전을 검출할 수 있도록 하는 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting drowsiness driving. In particular, when a person breathes while sitting in a chair, such as driving a vehicle, a slight pressure change occurring in the direction of the chair bottom and the chair back, or a seat belt worn while driving and the driver's chest And an unrestrained breathing measurement-based drowsiness driving detection device capable of detecting drowsiness driving by measuring and analyzing a change in minute volume and pressure generated between the abdomen and measuring a breathing signal.
최근, 자동차의 기능적인 발전과 더불어 운전자지원시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, with the functional development of automobiles, the development of driver assistance systems has been actively progressed.
예컨대, 차량에 색식별이 가능한 감지장치를 구성하여 차량이 중앙선을 따라 소정의 거리차를 두고 일정 차속으로 진행할 수 있도록 구성하여 중앙선을 넘어 발생하는 대형교통사고의 발발을 감소시키는 장치, 자동항법 시스템을 차량에 채용하여 GPS시스템을 이용하여 현재 자차량의 위치를 파악하고 목적지의 좌표를 입력함으로써 현재 위치에서 소망하는 목적지까지의 경로가 디스플레이될 수 있도록 한 장치 및 운전자의 감각을 대행할 수 있도록 차량의 후진이나 주행시 초음파센서 등 감지장치의 감지신호를 입력받아 운전자에게 경고하거나 차량의 브레이크시스템이 작동될 수 있도록 하거나 또는 엔진의 전자연료분사장치의 스로틀밸브를 제어하여 차속이 감속될 수 있도록 하는 장치 등 운전지원시스템의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.For example, an automatic navigation system that reduces the outbreak of a large traffic accident that occurs over a center line by configuring a sensing device capable of color identification in a vehicle so that the vehicle can proceed at a predetermined speed with a predetermined distance difference along the center line. To use the GPS system to identify the location of the current vehicle and input the coordinates of the destination so that the route from the current location to the desired destination can be displayed. Device to warn the driver by receiving a detection signal from a sensing device such as an ultrasonic sensor when driving backward or when driving, or to allow the vehicle brake system to operate, or to control the throttle valve of the electronic fuel injection device of the engine to reduce the vehicle speed Development of driving support system The.
특히, 운전자의 졸음은 치명적인 사고로 이어질 수 있음에 따라 운전자의 졸음을 검출하여 운전자에게 경보하여 졸음으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있도 록 하는 다양한 장치들이 제안되고 있다.In particular, as the driver's drowsiness may lead to a fatal accident, various devices have been proposed to detect the driver's drowsiness and alert the driver to prevent an accident caused by drowsiness.
종래 졸음운전을 검출하기 위한 기술로는 외부 환경을 검출하는 방법, 차량 조작 상태를 검출하는 방법, 운전자의 영상을 처리하여 졸음을 검출하는 방법, 기타 생체신호를 분석하여 졸음 상태를 추정하는 방법 등이 있다.Conventional techniques for detecting drowsy driving include a method of detecting an external environment, a method of detecting a vehicle operation state, a method of detecting drowsiness by processing an image of a driver, and a method of estimating drowsiness by analyzing other biological signals. There is this.
이중 상기 외부의 환경을 검출하는 방법은 차간 거리나 흰색 차선 등을 검출하여 졸음 운전을 추정하는 방법으로 이의 일 예로, 대한민국 특허출원 제1996-34714호를 들 수 있으며, 이는 다양한 차량 운행 환경으로 인한 검출 실패와 졸음 운전이 많이 발생하는 야간 운행의 경우에는 효과적이지 못하여 실용성이 떨어지는 단점이 있다.The method of detecting the external environment is a method of estimating drowsy driving by detecting a distance between cars or a white lane, for example, Korean Patent Application No. 1996-34714, which is caused by various vehicle driving environments. In the case of night driving, where detection failure and drowsy driving occur frequently, it is not effective and thus has a disadvantage in practicality.
상기 차량 조작 상태를 검출하여 졸음을 추정하는 방법은 핸드 브레이크, 가속기, 냉각수 온도 등을 검출하여 이를 바탕으로 운전자의 졸음을 판단하는 것으로, 이의 일 예로, 대한민국 특허출원 제1997-29144호를 들 수 있으며, 이는 졸음이라는 생리적인 현상을 직접 측정한 것이 아니므로 오류가 많이 발생하여 정확도가 떨어지는 단점이 있다.The method of estimating drowsiness by detecting the vehicle operation state is to detect a hand brake, an accelerator, a coolant temperature, and the like, and to determine the drowsiness of the driver based on this. For example, Korean Patent Application No. 1997-29144 In addition, since the physiological phenomenon of drowsiness is not directly measured, a lot of errors occur and thus the accuracy is low.
또한, 상기 운전자의 영상을 검출하여 이를 바탕으로 졸음을 추정하는 방법은 운전자의 눈꺼풀, 눈동자, 머리 움직임 등을 촬영하여 이를 바탕으로 졸음을 판단하는 것으로, 이의 일 예로 대한민국 특허출원 제1997-69813호를 들 수 있으며, 이는 차량의 임의의 위치에 카메라를 설치하여 운전석에 탑승한 운전자의 얼굴 영상을 검출하고 이를 분석하여 운전자의 눈의 개폐율에 따라 즉, 눈의 깜빡거림의 정도에 따라 졸음 운전을 판단하도록 되어 있다.In addition, a method of detecting the driver's image and estimating drowsiness based on the image is to determine the drowsiness based on photographing the eyelids, eyes, and head movements of the driver, for example, Korean Patent Application No. 1997-69813 For example, the camera may be installed at an arbitrary position of the vehicle to detect a face image of a driver in a driver's seat and analyze the driver's face according to the driver's eyes opening and closing rate, that is, the degree of blinking of the eyes. To judge.
이와 같이 운전자의 영상을 검출하여 이를 바탕으로 졸음을 추종하는 방법은 종래의 기술중 가장 현실성이 있는 것으로 평가되기는 하나, 어둠 속에서의 촬영 등으로 실제 운전 환경에서는 검출을 못하는 경우가 많이 발생한다. 또한, 고가의 촬영 및 분석 소프트웨어가 단점이라 할 수 있다.As described above, the method of detecting the driver's image and following the drowsiness is evaluated as the most realistic among the prior arts, but it is often not detected in the actual driving environment due to shooting in the dark. In addition, expensive imaging and analysis software is a disadvantage.
다음, 기타 생체신호를 분석하여 졸음을 추정하는 방법은 뇌파, 심전도, 핸들 악력 등을 분석하여 졸음 상태를 추정하는 방법으로, 이의 일 예로 대한민국 특허출원 제1996-16288호를 들 수 있으며, 이는 운전자의 뇌파상태를 지속적으로 검출하여 운전자의 졸음상태를 파악하는 것으로, 이와 같이 생체신호를 분석하여 졸음을 판단하는 방법은 운전자에게 전극을 붙이고 전선이 늘어진 상태를 강요할 수 있음에 따라 편의성이 떨어지는 단점이 있었다.Next, a method of estimating drowsiness by analyzing other biosignals is a method of estimating drowsiness by analyzing electroencephalogram, electrocardiogram, handle grip force, and the like, for example, Korean Patent Application No. 1996-16288. It is to detect the drowsiness state of the driver by continuously detecting the brain wave state of the driver, and the method of determining the drowsiness by analyzing the bio-signal as described above is disadvantage that the convenience is inferior as the electrode can be attached to the driver and the wires are stretched. There was this.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 운전자의 몸무게에 의해 눌리는 곳이나 안전벨트 안쪽 면에 에어 셀을 설치하여 호흡시 에어 셀에 발생하는 압력신호를 측정하여 이를 바탕으로 졸음운전을 검출할 수 있도록 한 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to install the air cell on the inner surface of the seat belt or the place pressed by the weight of the driver to measure the pressure signal generated in the air cell when breathing Accordingly, the present invention provides a device for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing, which can detect drowsiness driving.
본 발명의 다른 목적은 안전 벨트의 길이 변화를 측정하여 이를 바탕으로 운전자의 졸음운전을 검출할 수 있도록 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide an apparatus for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing measurement to detect drowsiness driving of a driver based on the measurement of a change in the length of a seat belt.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치는, 운전자의 좌석 및/또는 안전 벨트에 설치되어 운전자의 호흡으로 인해 가해지는 미세한 압력 변화를 검출하기 위한 압력변화 검출수단; 상기 압력변화 검출수단의 압력 변화를 검출하여 이를 전기적인 신호로 변환하는 출력하는 압력 센서; 상기 압력 센서의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기의 출력으로부터 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴정보를 바탕으로 운전자의 졸음여부를 판단하여 운전자의 졸음시 경고부를 통해 경고하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the unrestrained breathing measurement-based drowsiness driving detection device of the present invention is installed in the driver's seat and / or seat belts for detecting a minute pressure change caused by the driver's breathing Change detection means; A pressure sensor for detecting a pressure change of the pressure change detecting means and converting the pressure change means into an electrical signal; An A / D converter converting the output signal of the pressure sensor into a digital signal; And a control unit for determining whether the driver is drowsy based on the pattern information of the breathing signal during sleepiness from the output of the A / D converter and warning through the warning unit during the drowsiness of the driver.
상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치는, 운전자의 좌석 및/또는 안전 벨트에 설치되어 운전자의 호흡으로 인해 가해지는 미세한 압력 변화를 검출하기 위한 압력변화 검출수단; 상기 압력변화 검출수단의 압력 변화를 검출하여 이를 전기적인 신호로 변환하는 출력하는 압력 센서; 운전자의 안전 벨트의 길이 변화를 검출하기 위한 변위 센서; 상기 압력 센서 및 변위 센서의 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기; 상기 A/D변환기의 출력으로부터 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴정보를 바탕으로 운전자의 졸음여부를 판단하여 운전자의 졸음시 경고부를 통해 경고하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the another object of the present invention, the unrestrained breathing measurement-based drowsiness driving detection device of the present invention is installed in the driver's seat and / or seat belts for detecting a minute pressure change caused by the driver's breathing Pressure change detection means; A pressure sensor for detecting a pressure change of the pressure change detecting means and converting the pressure change means into an electrical signal; A displacement sensor for detecting a change in the length of the seat belt of the driver; An A / D converter for converting the output signals of the pressure sensor and the displacement sensor into digital signals; And a control unit for determining whether the driver is drowsy based on the pattern information of the breathing signal during sleepiness from the output of the A / D converter and warning through the warning unit during the drowsiness of the driver.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are merely to illustrate the present invention is not limited to the contents of the present invention.
호흡은 심장 박동과 함께 인체에서 일어나는 대표적인 기계적 운동으로서, 호흡 운동시에는 흉곽과 복부의 부피 변화가 일어나고, 체중으로 에어 셀을 깔고 앉거나 누우면 에어 셀 내부의 압력 변화로 전달된다. 이러한 압력 신호를 측정함으로써 호흡신호를 측정할 수 있게 된다.Respiration is a typical mechanical movement in the human body with a heartbeat. During respiration, the volume changes in the rib cage and abdomen, and when you sit or lie down on an air cell with your weight, it is transmitted as a change in pressure inside the air cell. By measuring the pressure signal it is possible to measure the respiratory signal.
이러한 측정시 체중이나 움직임으로 인한 압력변화는 신호가 큰데 반해, 호흡으로 인한 압력변화는 미세하므로 이를 측정하기 위해서 2개 이상의 에어 셀의 차이 압력을 측정한다. 이러한 원리를 차량의 운전석이나 안전벨트에 적용하면 운전자에게 어떠한 센서나 전극을 부착하지 않고 무구속 상태에서 호흡을 측정할 수 있게 되며, 본 발명은 이러한 원리를 바탕으로 운전자의 졸음을 검출할 수 있도록 한 것이다.In this measurement, the pressure change due to weight or movement is large, whereas the pressure change due to respiration is minute, so to measure the differential pressure of two or more air cells. Applying this principle to the driver's seat or the seat belt of the vehicle, it is possible to measure respiration in the unrestrained state without attaching any sensor or electrode to the driver, and the present invention can detect drowsiness of the driver based on this principle. It is.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of an apparatus for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 운전자의 좌석에 설치되어 운전자의 호흡으로 인해 가해지는 미세한 압력 변화를 검출하기 위한 에어 셀(10), 상기 에어 셀(10)의 압력 변화를 검출하여 이를 전기적인 신호로 변환하는 압력 센서(20), 상기 압력 센서(20)의 출력을 증폭 및 필터링하는 증폭기(AMP1) 및 필터(30)가 구비되어 있다.As shown, the
상기 에어 셀(10)은 운전자의 좌석 특히, 등받이 부분이나 운전자의 엉덩이 밑부분 등에 에어 셀 매트릭스 형태로 설치되며, 운전자의 좌석 이외에 안전 벨트 안쪽 면에도 설치될 수 있으며, 필터(30)는 압력 센서(20)의 출력신호 중의 잡음을 제거한다.The
또한, 차량의 특정 부위에 차량의 진동을 감지할 수 있는 센서, 예를 들면 운전석 등에 가속도 센서(40)가 구비되며, 상기 가속도 센서(40)에도 이의 출력을 증폭 및 필터링하는 증폭기(AMP2) 및 필터(50)가 연결되어 있다. 여기서, 상기 필터(30,50)는 밴드 패스 필터(BPF)이다.In addition, an
상기 각 필터(30,50)의 출력단에는 필터(30,50)의 출력을 디지털 신호로 변환하는 A/D변환기(60)가 구비되고, 상기 A/D변환기(60)에는 A/D변환기(60)의 출력으로부터 운전자의 졸음여부를 판정하여 이를 경고부(80)를 통해 경보하여 운전의 졸음이 달아날 수 있도록 하는 제어부(70)가 구비된다. An output terminal of each
상기와 같이 구성된 본 발명을 도 2의 흐름도와 함께 설명한다.The present invention configured as described above will be described with the flowchart of FIG.
먼저, 본 발명에서는 에어 셀(10)이 운전자의 좌석 특히, 등받이 부분이나 엉덩이 밑부분 등에 설치됨에 따라 운전자가 좌석에 앉으면 운전자의 등부분이나 엉덩이 부분이 에어 셀(10)에 접촉하게 된다.First, in the present invention, as the
이때, 운전자의 호흡으로 인한 변화가 발생하게 되면 에어 셀(10)의 압력이 미세하게 변하게 된다.At this time, when a change occurs due to the breathing of the driver, the pressure of the
따라서 압력 센서(20)에 의해 에어 셀(10)의 공압이 전기적인 신호로 변환되며, 이때, 압력 센서(20)는 단위 에어 셀(10)의 압력을 측정하여 해당 전기적인 신호를 출력하거나 또는 필요에 따라 다른 에어 셀과의 압력 차이를 측정하여 압력 차에 해당하는 전기적인 신호를 출력하도록 되어 있으며, 이 경우 단위 에어 셀 (10)의 압력 측정시보다 검출 효율이 향상될 것이다.Therefore, the pneumatic pressure of the
상기 압력 센서(20)의 출력신호는 증폭기(AMP1)를 통해 증폭된 후, 필터(30)를 거쳐 신호중의 잡음이 제거된 후, A/D변환기(60)로 입력되어 디지털 신호로 변환되어 제어부(70)로 입력된다.The output signal of the
또한, 상기 에어 셀(10)을 안전 벨트에도 설치하였을 경우 상기와 마찬가지로 해당 신호가 제어부(70)로 입력된다.In addition, when the
한편, 차량 주행 중에는 차량 진동에 의해 에어 셀(10)에 운전자의 호흡에 의한 변화이외에 추가적인 변화(Artifacts)가 발생할 수 있음에 따라 호흡 측정을 어렵게 만들 수 있는 상황이 발생할 수 있다. On the other hand, while driving the vehicle, a situation may occur that makes it difficult to measure breathing as additional changes (Artifacts) may occur in addition to the change caused by the driver's breath in the
따라서 본 발명에서는 가속도 센서(40)를 이용하여 차량의 진동 신호를 측정하여 차량 진동에 의한 잡음을 제거할 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, by using the
즉, 상기 가속도 센서(40)의 출력신호가 상기 압력 센서(20)의 출력신호와 마찬가지로 증폭기(AMP2)를 통해 증폭된 후, 필터(50)를 거쳐 신호중의 잡음이 제거된 후, A/D변환기(60)로 입력되어 디지털 신호로 변환되어 제어부(70)로 입력되면 제어부(70)는 운전자의 졸음여부를 판정하기에 앞서 상기 에어 셀(20)의 출력과 가속도 센서(40)의 출력을 비교하여 차량 진동에 의한 잡음을 제거하여 운전자의 호흡에 의한 호흡신호만을 졸음운전 판단에 이용할 수 있도록 한다(단계S10-단계S30).That is, after the output signal of the
한편, 운전자의 움직임이 있는 구간은 압력변화가 심하게 측정되어 호흡신호를 검출할 수 없을 것이나, 이러한 움직임이 곧 운전자의 졸음상태가 아닌 각성상 태를 말해 주는 것이며, 운전자의 졸음시에는 움직임이 있을 수 없다.On the other hand, the section of the driver's movement will not be able to detect the breathing signal because the pressure change is severely measured, but this movement indicates the awakening state rather than the driver's drowsiness. Can't.
이와 같이, 차량 진동으로 인한 잡음을 제거한 후, 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴과 비교하여 운전자의 졸음 여부를 판단한다(단계S40). 이를 위해 제어부(70)에는 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴정보가 저장되어 있어 제어부(70)는 이를 이용하여 졸음 여부를 판단하게 되는 것이다.As such, after removing the noise caused by the vehicle vibration, it is determined whether the driver is drowsy by comparing with the pattern of the breathing signal during the drowsiness found in the sleep medicine (step S40). To this end, the
상기 제어부(70)는 현재 상황이 운전자의 졸음상태로 판단되면 이를 경고부(80)를 통해 경고하여 운전자의 졸음이 달아날 수 있도록 한다(단계S50,단계S60). 상기 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴은 수면에 들어가는 시기인 입면기에서 호흡율 감소(=호흡 주기 증가), 호흡율의 주기성 증가, 흉식 호흡과 복식 호흡의 상대적인 비중을 나타내는 수치(T-A Index)의 증가(흉식 호흡 비중의 증가) 등의 호흡 패턴의 변화가 나타나는 것으로 알려져 있다.If it is determined that the current situation is the drowsiness of the driver, the
상기 경고부(80)는 경고음 또는 진동을 발생하거나 또는 찬 바람 등을 발생시켜 운전자의 졸음이 달아날 수 있도록 한다.The
이상과 같은 본 발명의 일 실시 예는 운전자의 좌석 특히, 등받이 부분이나 엉덩이 밑부분 및 운전자의 안전벨트 안쪽 면 등에 에어 셀(10)을 설치하여 이의 미세한 압력 변화를 바탕으로 운전자의 졸음여부를 판단하여 경보할 수 있도록 한 것이다.One embodiment of the present invention as described above is installed on the driver's seat, in particular the back portion or the bottom of the hip and the inner side of the seat belt of the driver by installing the
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치의 구성도를 나타낸 것이다.3 is a block diagram of an apparatus for detecting drowsiness driving based on unrestrained breathing according to another embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 상기 실시 예에 비해 안전 벨트 길이 변화를 검출하는 스 트레인 게이지(Strain Guage)와 같은 변위 센서(90)가 추가적으로 구성되어 있으며, 이 변위 센서(90)의 출력을 증폭 및 필터링하는 증폭기(AMP3) 및 필터(100)가 구성되어 있다.As shown, a
이러한 본 발명의 다른 실시 예는 상기 실시 예와 마찬가지로 제어부(70)에 에어 셀(10)의 미세한 압력 변화에 해당하는 전기적인 신호 및 가속도 센서(40)의 출력 신호가 각각 A/D변환기(60)에 의해 디지털 신호로 변환되어 입력된다.In another embodiment of the present invention, the electrical signal corresponding to the minute pressure change of the
그리고 변위 센서(90)에 의한 안전 벨트의 길이 변화 검출신호가 증폭기(AMP3) 및 필터(100)를 통해 A/D변환기(60)에 입력되어 디지털 신호로 변환된 후, 제어부(70)에 입력된다.After the length change detection signal of the seat belt by the
이에 따라 제어부(70)는 상기 실시 예와 마찬가지로 에어 셀(10)의 출력과 가속도 센서(40)의 출력을 비교하여 에어 셀(10)의 출력 신호 중의 차량 진동으로 인한 잡음을 제거한다.Accordingly, the
이후, 제어부(70)는 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴과 비교하여 운전자의 졸음 여부를 판단하게 된다. 이때, 본 발명의 다른 실시 예는 변위 센서(90)가 구비되어 있음에 따라 에어 셀(10)의 압력 변화 및 안전 벨트의 길이 변화를 모두 고려하여 운전자의 졸음 여부를 판단하게 되며, 기타 다른 사항은 상기 실시 예와 동일하므로 상세한 설명은 약한다.Subsequently, the
이와 같은 본 발명의 다른 실시 예는 운전자의 좌석 특히, 등받이 부분이나 엉덩이 밑부분 및 운전자의 안전벨트 안쪽 면 등에 에어 셀(10)을 설치하여 에에 셀(10)의 미세한 압력 변화를 검출하고, 변위 센서(90)에 의해 안전 벨트의 길이 변화를 검출하여 이를 수면 의학에서 밝혀진 졸음시 호흡신호의 패턴과 비교하여 운전자의 졸음여부를 판단하여 경보할 수 있도록 한 것이다.Another embodiment of the present invention is to install the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Or it may be modified.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 무구속 호흡측정 기반 졸음 운전 검출 장치는 운전자의 졸음운전을 검출하여 경고함으로써 대형 교통사고의 주요 원인이 되는 졸음운전을 예방함으로써 교통사고를 줄일 수 있으며, 기존의 졸음 운전 검출 방식에 비해 신뢰도면에서 생체신호를 바로 측정하므로 우수하고, 고가의 카메라 및 영상처리장치를 활용하지 않아도 되므로 경제적이다.As described above, the unrestrained breathing measurement-based drowsiness driving detection apparatus according to the present invention detects and warns a drowsy driving of a driver, thereby preventing drowsy driving which is a major cause of a large traffic accident, thereby reducing traffic accidents. Compared to the drowsy driving detection method, the biosignal is directly measured in terms of reliability, and it is economical because it does not require expensive cameras and image processing devices.
또한, 에어 셀을 침대 매트릭스 방식으로 배열시켜 이용하게 되면 인큐베이터나 중환자용 침대 밑에 깔고 환자의 호흡 신호를 완전 무구속 상태에서 측정할 수 있으며, 기존의 측정방법은 몸에 전극을 붙이고, 전선이 늘어진 상태에서 감시를 하므로 불편이 많았으나 무구속 상태에서 측정하므로 편의성이 증대된다.In addition, if the air cells are arranged in a bed matrix manner, they can be placed under an incubator or intensive care unit to measure the patient's breathing signal in a completely unconstrained state. It is inconvenient to monitor in the state, but the convenience is increased because it is measured in the unrestrained state.
또한, 통신 기술의 발달 및 고령화 사회 진행으로 많은 관심을 모으고 있는 가정용 건강 감시장치 무구속 계측이 가능해야 하므로 수면 중 호흡 패턴을 분석하는데 이용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the home health monitoring device, which has attracted a lot of attention due to the development of communication technology and the progress of an aging society, should be able to be used to analyze breathing patterns during sleep.
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