KR20120084440A - 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 스티어링 휠에 결합되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 있어서, 운전 시, 운전자의 양 손이 상기 스티어링 휠을 파지하는 부분에 복수개의 패턴으로 형성되어 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정하는 제1피에조센서부 및 상기 제1피에조센서부의 중앙에 배치되고, 운전자의 양 손바닥에 형성된 경혈부위에 위치하도록 형성되며, 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정함과 동시에 설정된 수치에서 경고진동을 발생시키는 한 쌍의 제2피에조센서부를 포함하며, 상기 제1피에조센서부는 상기 제2피에조센서부를 중심으로 하여 상기 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 원주방향으로 감싸도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버는 첫째, 피에조센서를 사용하여 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정할 수 있고, 둘째, 측정된 전기적 신호에 의해 운전자의 경혈을 자극하여 전기자극 치료 또는 경고 메세지를 전달할 수 있으며, 셋째, 운전자의 지속적인 생체신호 모니터링이 가능하고, 넷째, 저렴한 가격으로 설치 및 보급이 용이한 효과가 있다.
본 발명에 의한 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버는 첫째, 피에조센서를 사용하여 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정할 수 있고, 둘째, 측정된 전기적 신호에 의해 운전자의 경혈을 자극하여 전기자극 치료 또는 경고 메세지를 전달할 수 있으며, 셋째, 운전자의 지속적인 생체신호 모니터링이 가능하고, 넷째, 저렴한 가격으로 설치 및 보급이 용이한 효과가 있다.
Description
본 발명은 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경혈부위의 전류를 측정하여 운전자의 생체신호 데이터를 정확하게 파악할 수 있는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 관한 것이다.
일반적으로 스티어링 휠 커버는 차량의 스티어링 휠에 장착하여 스티어링 휠의 마모를 방지하고, 운전자의 조작에 그립감을 제공하며, 이 외에도 열선을 내장하여 겨울철 운전자의 손을 보호하거나, 운전자에게 차량 조작에 관한 편의기능이 햅틱 스티어링 휠과 같이 운전자와 전자기기들 간의 양방향 소통을 효과적으로 전달하는 기능을 갖는다.
또한 웰빙(Well-being)시대에 발맞추어 스티어링 휠 커버로부터 운전자의 심장 박동수(HR; Heart Rate), 혈류속도, 체온 및 피부전도도(GSR; Galvanic Skin Response) 등을 측정하여, 기 설정된 데이터로부터 운전자의 건강 상태를 알려주는 시스템이 도입된다.
그러나 이러한 시스템은 운전자의 손에 형성된 경혈을 통하여 미세한 전류의 변화량을 측정하고 그 변화량에 따른 데이터를 근거로 하기 때문에, 전자파, 노이즈 등의 소음 진동이 발생하는 차량 내부에서 게다가 스티어링 휠에서는 정확한 전류측정에 한계가 발생한다.
또한 상기와 같은 시스템은 측정 센서의 부피가 크고, 가격이 비싸 산업상 이용가능성이 희박하며, 그리고 차량의 스티어링 휠에서 심장박동, 피부전도도 등의 생체신호를 측정함에 있어 인종 및 성별에 따라서 측정 위치가 상이하고, 차량의 종류에 따라 스티어링 휠의 크기 또한 다양하여 정확한 경혈 부위에 따른 전류측정에 대응할 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 관한 것으로서, 다양한 손의 크기에 따른 경혈 부위의 오차범위를 측정하여, 정확한 생체신호를 측정할 수 있도록 피에조센서부가 배치되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 차량의 스티어링 휠에 결합되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 있어서, 운전 시, 운전자의 양 손이 상기 스티어링 휠을 파지하는 부분에 복수개의 패턴으로 형성되어 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정하는 제1피에조센서부 및 상기 제1피에조센서부의 중앙에 배치되고, 운전자의 양 손바닥에 형성된 경혈부위에 위치하도록 형성되며, 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정함과 동시에 설정된 수치에서 경고진동을 발생시키는 한 쌍의 제2피에조센서부를 포함하며, 상기 제1피에조센서부는 상기 제2피에조센서부를 중심으로 하여 상기 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 원주방향으로 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 제2피에조센서부는 상기 스티어링 휠의 중심을 지나는 수평선상에서 상측으로 5~7cm 범위에 배치될 수 있다.
상기 제1피에조센서부는 상기 제2피에조센서부를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 원주거리가 각각 10~12.5cm 범위에 형성될 수 있다.
상기 제2피에조센서부는 원형의 형상을 가지며, 그 지름이 1.7~2.8cm이고, 상기 스티어링 휠로부터 운전자 방향으로 0.5~0.9cm 돌출 되도록 형성될 수 있다.
상기 제2피에조센서부는 경고진동 발생 시, 30~40Hz의 전기적 진동을 2~5초 동안 작동될 수 있다.
본 발명에 의한 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버는,
첫째, 피에조센서를 사용하여 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정할 수 있고,
둘째, 측정된 전기적 신호에 의해 운전자의 경혈을 자극하여 전기자극 치료 또는 경고 메세지를 전달할 수 있으며,
셋째, 운전자의 지속적인 생체신호 모니터링이 가능하고,
넷째, 저렴한 가격으로 설치 및 보급이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 적용된 시스템의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버를 나타내는 정면도,
도 3은 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 부분확대도,
도 4는 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버상에서 제1 및 제2피에조센서부의 위치에 따라 운전자의 생체신호 인지수준을 나타내는 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버상에서 제2피에조센서부의 크기에 따라 운전자의 생체신호 인지수준을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버를 나타내는 정면도,
도 3은 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 부분확대도,
도 4는 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버상에서 제1 및 제2피에조센서부의 위치에 따라 운전자의 생체신호 인지수준을 나타내는 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버상에서 제2피에조센서부의 크기에 따라 운전자의 생체신호 인지수준을 나타내는 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 적용된 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 장착되는 제1 및 제2피에조센서부는 운전자의 손바닥과 접촉에 의해 센싱되는 무자극(insensible) 센서 타입으로써, 이하에서는 무자극 신호검출을 활용한 센서타입의 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버 시스템에 관해 간단히 설명한다.
상기 시스템은 상기 스티어링 휠 커버에 형성되는 상기 제1 및 제2피에조센서부로부터 생체신호를 측정하는 스티어링 휠 커버 입력부(510)와, 상기 제1 및 제2피에조센서부로부터 측정된 생체신호를 심박수, 피부전도도 등으로 변환하여 전송하는 신호 변환부와(520), 상기 변환부(520)로부터 변환된 신호를 제공받아 설정수치로 가공하여 데이터를 전송하는 프로세스부(530)와, 상기 프로세스부(530)로부터 전송된 데이터를 FFT((Fast Fourier Transform)필터링 및 DSP(Digital Signal Process)처리하고 F(jw) = integral f(t)e^-jwt ; w(각 주파수) = wpi*f(주파수)로 계산하여 초당 위상의 변화값을 계산하는 제1신호처리부(540)와, 상기 제1신호처리부(540)에서 분석한 값을 순응하는 감각속도 값에 따라 A수준 : 30% 이하, B수준 : 30~50%, C수준 : 50% 으로 각각 3단계로 분류하여 심박수와 피부전도도의 값을 처리하는 제2신호처리부(550)와, 상기 제1 및 제2신호처리부(540, 550)의 값을 출력시키는 진동자극 출력부(560) 및 운전자의 설정자료와 실시간으로 측정된 자료를 저장하는 데이터베이스(570)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 본 발명에 따른 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버(100)를 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버(100)의 부분확대도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버(100)(이하, 스티어링 휠 커버)의 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 스티어링 휠 커버(100)는 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정하는 제1피에조센서부(110)와, 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정함과 동시에 설정된 수치에서 경고메세지를 발생시키는 한 쌍의 제2피에조센서부(130)를 포함한다.
이하 상기 스티어링 휠 커버에 장착되는 상기 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)에 관해 상세히 설명한다. 상기 제1피에조센서부(110)는 운전자가 운행 시, 상기 스티어링 휠 커버(100)를 파지하는 부분에 넓게 분포된다. 상기 제1피에조센서부(110)는 복수개의 피에조센서가 조밀하게 패턴을 형성하여 배치된다.
상기 제2피에조센서부(130)는 상기 제1피에조센서부(110)의 중심에 배치되되, 운전자가 상기 제2피에조센서부(130)를 파지하는 경우 손바닥 중앙부분에 형성되는 경혈이 배치되도록 상기 스티어링 휠(10)로부터 운전자를 향하여 돌출된다. 또한 상기 제2피에조센서부(130)는 일 단면이 원 또는 타원의 형상을 가지며, 운전자 가 상기 스티어링 휠(10)을 파지 시 운전자의 손바닥에 밀착되어 접촉넓이를 확보할 수 있도록 외측으로 호(弧)형상으로 라운드 지도록 형성된다.
상기 제2피에조센서부(130)로부터 발생되는 경고메세지는 진동 또는 효과음으로 출력되며, 진동 발생 시, 운전자의 경혈을 자극하여 에너지의 순환에 도움을 주고, 혈기가 좋아지며, 장부의 기능도 원활하게 조화를 이루어 신체대사가 활성화되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 스티어링 휠 커버(100) 상에 배치되는 상기 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)의 위치에 따라서 운전자가 상기 스티어링 휠(10)을 파지하여 생체신호가 측정되는 값에 따른 인지수준을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 스티어링 휠 커버(100) 상에 배치되는 상기 제2피에조센서부(130)의 크기에 따라서 운전자가 상기 스티어링 휠(10)을 파지하여 생체신호가 측정되는 값에 따른 인지수준을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 제1피에조센서부(110)(도2 참조)와 상기 제2피에조센서부(130)(도2 참조)의 사이즈 및 위치관계를 설명한다.
상기 제1피에조센서부(110)는 도 5의 그래프(1)과 같이 상기 제2피에조센서부(130)를 중심으로 상기 스티어링 휠(10)(도2 참조)의 시계 또는 반시계방향으로 10~12.5cm 범위에 배치된다. 보다 바람직하게는 그래프(1) 상에서 나타내는 바와 같이 각각 11cm씩 분포된다.
또한 상기 제2피에조센서부(130)는 도 5의 그래프(2)와 같이 상기 스티어링 휠(10)의 중심을 지나는 수평선상에서 상측으로 5~7cm 범위에 배치된다. 보다 바람직하게는 그래프(2)에서 나타내는 바와 같이 상기 스티어링 휠(10)의 중심을 지나는 수평선상에서 6cm 상측에 배치된다.
상기 제2피에조센서부(130)는 원형 형상으로 도 6의 그래프(3)과 같이 그 지름이 1.7~2.8cm 범위로 형성된다. 보다 바람직하게는 상기 제2피에조센서부(130)의 지름이 2.4cm로 형성된다.
그리고 상기 제2피에조센서부(130)는 도 6의 그래프(4)와 같이 상기 스티어링 휠 커버(100)의 외주면으로부터 0.5~0.9cm 운전자 방향으로 돌출되도록 형성된다. 보다 바람직하게는 0.7cm 운전자 방향으로 돌출된다.
이상 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)에 대한 수치한정은 국가별 5세 간격으로 남녀 신호검출 특성치에 따라 인지수준이 급격하게 변화하는 구간을 나타내며, 인지수준은 상기 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)로부터 측정되는 데이터가 정확하게 출력되면 10, 전혀 측정되지 않으면 0으로 나타내어 비교적 인지수준이 높은 범위에 해당하는 구간에 따른 상기 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)의 크기와 배치되는 위치로 형성된다.
상기 제2피에조센서부(130)는 경고메세지 출력 시, 30~40Hz의 전기적 진동을 2~5초 동안 운전자의 손바닥에 가하고, 효과음 등의 청각적 경고 메세지를 운전자에게 제공할 수 있다. 보다 바람직하게는 35Hz의 전기적 진동을 3초간 자극한다. 이때 전기적 자극은 주기를 갖도록 반복적으로 가해질 수 있으며, 자극시간 동안에 자극의 크기를 달리하여 진동을 가할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스티어링 휠 커버(100)의 작동방법에 관해 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 운전자는 운행 시, 상기 스티어링 휠(10)의 좌우 양측 부분에서 상측을 파지한다. 이때 운전자가 파지하는 상기 스티어링 휠(10)의 상측 높이는 상기 스티어링 휠(10)의 중심을 지나는 수평선상에서 상측으로 6cm 높이에 위치한다.
그러면 상기 제1 및 제2피에조센서부(110, 130)로부터 운전자의 손바닥 전체와 손가락이 접촉하는 부분에 센싱이 이루어져 심박수와 피부전도도, 체온 및 혈류속도 등이 측정된다.
이때 상기 제2피에조센서부(130)는 상기 스티어링 휠(10)의 좌 우측에 각각 하나씩 배치되되, 상기 제2피에조센서부(130)는 일 측에서 심장박동수(HR)가 측정되고, 타 측에서 피부전도도(GSR)가 각각 측정되는 것이 바람직하다.
따라서 운행 중에는 운전자의 생체신호를 지속적으로 측정할 수 있고, 측정된 생체신호 데이터는 상시 모니터링 되기 때문에 운전자가 졸음이 오거나, 건강상태에 갑작스런 변화에 대응하여 대처할 수 있는 효과를 갖는다.
운행 중 운전자의 생체신호가 설정범위로부터 벗어나는 경우, 상기 제2피에조센서부(130)를 통하여 경고진동이 발생된다. 상기 경고진동은 35Hz의 전기적 자극이 약 3초간 발생되어 운전자에게 경각심을 불러일으키는 계기가 된다.
또한 설정에 따라 차량 내부에 설치된 음향기기의 음량이 일시적으로 증가되거나, 경고 효과음이 출력되어 청각적인 경고 메세지를 제공할 수 있다.
그러면 운전자는 경고메세지로부터 자신의 생체상태를 지각하고, 졸음이 오는 경우 잠시 휴식을 취하거나, 건강상태에 이상을 발견한 경우 병원으로 이동할 수 있도록 하여 안전운전에 보조적인 역할을 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 스티어링 휠 100 : 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버
110 : 제1피에조센서부 130 : 제2피에조센서부
h1 : 제2피에조센서부의 높이 h2 : 스티어링 휠의 두께
d : 제2피에조센서부의 지름 l : 제1피에조센서부의 길이
w : 제2피에조센서부로부터 제1피에조센서의 거리
t : 제1피에조센서부의 두께
510 : 입력부 520 : 신호 변환부
530 : 프로세스부 540 : 제1신호처리부
550 : 제2신호처리부 560 : 진동자극 출력부
570 : 데이터베이스
110 : 제1피에조센서부 130 : 제2피에조센서부
h1 : 제2피에조센서부의 높이 h2 : 스티어링 휠의 두께
d : 제2피에조센서부의 지름 l : 제1피에조센서부의 길이
w : 제2피에조센서부로부터 제1피에조센서의 거리
t : 제1피에조센서부의 두께
510 : 입력부 520 : 신호 변환부
530 : 프로세스부 540 : 제1신호처리부
550 : 제2신호처리부 560 : 진동자극 출력부
570 : 데이터베이스
Claims (5)
- 차량의 스티어링 휠에 결합되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버에 있어서,
운전 시, 운전자의 양 손이 상기 스티어링 휠을 파지하는 부분에 복수개의 패턴으로 형성되어 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정하는 제1피에조센서부; 및
상기 제1피에조센서부의 중앙에 배치되고, 운전자의 양 손바닥에 형성된 경혈부위에 위치하도록 형성되며, 심박수, 피부전도도 및 맥동을 측정함과 동시에 설정된 수치에서 경고진동을 발생시키는 한 쌍의 제2피에조센서부를 포함하며,
상기 제1피에조센서부는 상기 제2피에조센서부를 중심으로 하여 상기 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버의 원주방향으로 감싸도록 형성되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2피에조센서부는,
상기 스티어링 휠의 중심을 지나는 수평선상에서 상측으로 5~7cm 범위에 배치되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1피에조센서부는 상기 제2피에조센서부를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 원주거리가 각각 10~12.5cm 범위에 형성되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2피에조센서부는 원형의 형상을 가지며, 그 지름이 1.7~2.8cm이고, 상기 스티어링 휠로부터 운전자 방향으로 0.5~0.9cm 돌출되도록 형성되는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2피에조센서부는,
경고진동 발생 시, 30~40Hz의 전기적 진동을 2~5초 동안 작동하는 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110005805A KR20120084440A (ko) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110005805A KR20120084440A (ko) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120084440A true KR20120084440A (ko) | 2012-07-30 |
Family
ID=46715355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110005805A KR20120084440A (ko) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | 무자극 신호검출 타입의 스티어링 휠 커버 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120084440A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017135630A1 (ko) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 울산과학기술원 | 복합 모니터링 장치 및 방법 |
| CN107972488A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-01 | 保定中兴田野新能源汽车科技有限公司 | 教练车主动安全防护系统 |
-
2011
- 2011-01-20 KR KR1020110005805A patent/KR20120084440A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017135630A1 (ko) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 울산과학기술원 | 복합 모니터링 장치 및 방법 |
| US10524732B2 (en) | 2016-02-05 | 2020-01-07 | Unist (Ulsan National Institute Of Science And Technology) | Composite monitoring apparatus and method |
| CN107972488A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-01 | 保定中兴田野新能源汽车科技有限公司 | 教练车主动安全防护系统 |
| CN107972488B (zh) * | 2017-11-21 | 2021-01-12 | 河北中兴汽车制造有限公司 | 教练车主动安全防护系统 |
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