KR20130054830A - 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법 - Google Patents

운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식부; 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식부; 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단부; 및 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보부;를 포함하여 구성되는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법이 소개된다.

Description

운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR ALARMING DANGEROUS SITUATION AT ROAD WITH DRIVER STATE MONITORING AND TRAFFIC REPORT}
본 발명은 주변의 교통정보와 운전자 시선추적을 함께 이용하여 위험상황을 정확하고 효율적으로 경보하도록 한 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 충돌 및 추돌 사고시 탑승자를 안전하게 보호하기 위해 시트벨트, 에어백 등의 안전장치가 마련되어 있다.
그러나, 이들은 차량의 사고시 발생되는 부상 위험을 저감하기 위한 것인 바, 사고를 예방하는 데에는 큰 도움이 될 수 없었다.
이에, 차량의 운행 중 발생될 수 있는 위험상황에 대비하여 차체의 움직임을 자동적으로 제어하는 다양한 형태의 안전장치가 마련되고 있으며, 이와 함께 잠재적 위험요소에 대한 운전자의 주의를 환기시키고 운전자에게 운행 중 위험상황을 알리기 위한 경보장치들이 추가적으로 마련되고 있다.
한편, 상기한 경보장치들에 대해서 간단하게 살펴보면, 먼저 도 1에 도시한 운전자상태 감지장치는 운전자의 눈동자 움직임과 눈 깜빡임 횟수, 눈 감은 상태 지속시간 등을 카메라(1) 등으로 감지하여 졸음운전 및 전방주시태만 여부를 알 수 있는 장치이다.
아울러, 전방 추돌경고장치는 카메라나 레이더 등을 통해 전방의 차량이나 보행자를 검출하여 운전자에게 경보하는 장치이다.
그러나, 상기한 종래의 경보장치들은 주변의 교통상황과 운전자의 상황을 동시에 반영하여 경보서비스가 제공되지 않게 됨으로써, 오경보로 인한 운전 방해요소가 증가되는 것은 물론, 실질적으로 경보시스템의 효용성이 저감되는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 주변의 교통정보와 운전자 시선추적을 함께 이용하여 도로의 위험상황을 운전자에게 보다 정확하고 효율적으로 경보하도록 한 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식부; 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식부; 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단부; 및 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 구성은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하며, 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하고, 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 구성은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식단계; 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식단계; 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단단계; 및 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 도로상황 인식단계에서, 전방의 대상물에 대한 위치정보는 카메라 또는 레이더를 이용하여 제공받으며, 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보는 무선통신에 의해 제공받을 수 있다.
상기 위험경보단계에서의 위험경보는 복수의 방식이 마련되며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 정도에 따라 하나 또는 둘 이상의 경보가 동시에 동작할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도를 판단하여 운전자에게 위험 인지 및 정도별로 맞춤형 경보를 제공함으로써, 운전자의 운행 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 위험상황에 대한 오경보 및 오인식이 크게 저감됨으로써, 운전 방해요소를 감소시켜 차량 및 경보시스템의 상품을 극대화시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 운전자상태 감지장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 도로상황 경보시스템의 전체적으로 구성을 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 통해 도시된 본 발명의 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식부(10)와, 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식부(20)와, 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단부(30)와, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 도로상황 인식부(10)에서 자차와 충돌 위험이 있는 전방의 대상물은 전방의 차량 또는 보행자의 위치정보로써, 차량에 장착된 카메라 또는 레이더장치 등을 통해 인식 및 제공받을 수 있으며, 적절하게는 전방추돌경보장치(FCW : Forward Collision Warning)일 수 있다.
이때, 상기 전방추돌경보장치는 대상물의 오인식, 오경보 등으로 인한 장치의 신뢰성 저하 방지를 위해 충돌회피 및 저감이 가능한 최소시간에 가깝게 경보시간이 세팅되어야 할 것이다.
그리고, 전방의 공사지점 및 사고지점은 외부통신과 차량과의 무선 통신을 이용하여 해당 위치정보를 제공받을 수 있으며, 적절하게는 텔레메틱스(Telematics)일 수 있다.
또한, 상기 도로상황 인식부(10)에서는 이처럼 제공받은 위치정보들이 규합되어 충돌위험정도 및 위험지점 등을 추정한 해저드맵(hazard map)이 작성될 수 있다.
운전자시선 인식부(20)는 멀티카메라를 이용하여 운전자의 얼굴방향과 동공의 방향을 검출하여 운전자의 3차원 시선과 눈개폐 정도를 검출한다.
여기서, 운전자의 3차원 시선은 도로좌표와의 매칭을 통해 운전자가 주시하는 지점을 파악하고, 전방주시태만 여부를 판단하며, 졸음상태를 인식하여 경보하게 된다. 적절하게는 운전자상태 감지시스템(DSM : Driver State Monitoring)일 수 있다.
그리고, 상기 운전자시선 인식부(20)에서는 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 하여 인지정도를 분석할 수 있도록 히트맵(Heat map)이 작성될 수 있다.
위험경보부(40)는 운전자의 인지여부 및 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리기 위한 것으로, 경보방식으로는 음성으로 경보할 수 있으며, 또한 계기판에 표시하여 경보할 수 있고, 또 차량의 유리에 표시하는 헤드업 디스플레이(HUD)방식을 통해 경보할 수 있으며, 또 스티어링휠에 햅틱(진동)반응을 일으켜 경보할 수 있고, 아울러 이 외에도 다양한 경보 방식이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하며, 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하고, 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 경보시스템이 도로상황 인식부(10)와, 운전자시선 인식부(20)와, 위험판단부(30) 및 위험경보부(40)의 다수 모듈을 포함하여 구성될 수 있으나, 하나의 제어부의 모듈을 통해 이들을 통합하여 제어할 수도 있다.
여기서, 상기 제어부 또는 위험판단부(30)는 ECU일 수 있다.
도 2를 통해 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.
본 발명의 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보방법은, 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식단계와, 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식단계와, 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단단계와, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보단계를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 자차 전방의 충돌위험이 있는 전방 차량 및 보행자 등의 위치정보와, 사고 및 공사지점 등에 대한 위치정보를 제공받아 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하여 이에 상응하는 해저드맵을 작성한다.
그리고, 운전자의 주시지점 및 각 지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 한 인지정도를 인식하여 히트맵을 작성한다.
이어서, 도로상황 인식에 의한 해저드맵과 운전자 인식에 의한 히트맵을 이용하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지 판단한다. 즉, 해저드맵에서 작성된 위험지점에 대해서는 운전자 시선의 주시 시간과 주시 횟수가 다른 지점보다 더 많은 시간 및 횟수로 인식되어 히트맵 상에 나타나게 되어야 한다.
따라서, 위험지점에 대한 운전자의 주시 시간 및 주시 횟수가 미리 설정된 기준치를 중심으로 하여 기준치 이상일수록 운전자가 위험지점을 더욱 명확하게 인식하고 있는 것으로 판단하고, 기준치 이하일수록 운전자가 위험지점을 인식하지 못하고 있는 것으로 판단하게 되는 것이다.
이에, 운전자가 위험지점을 인식하지 못하고 있는 경우, 인지정도에 따라 미리 설정된 경보가 발생되어 운전자에게 도로의 위험상황을 알릴 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 도로상황 인식단계에서, 전방의 대상물에 대한 위치정보는 카메라 또는 레이더를 이용하여 제공받으며, 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보는 차량에 설치된 무선통신에 의해 제공받을 수 있다.
즉, 종래의 경보방법들의 경우 전방 추돌경보와 교통정보제공이 각각 개별적으로 이루어짐으로써, 주변 도로 및 교통상황에 대해 정확한 경보 서비스가 제공될 수 없었으나, 본 발명의 경우 전방 추돌경보와 교통정보제공이 통합 제공되어 차량의 주행에 따른 주변 교통상황을 위험인자 별로 명확하게 인식하여 경보시스템의 오경보율을 크게 줄일 수 있게 된다.
본 발명에서 상기 위험경보단계에서의 위험경보는 복수의 방식이 마련되며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 정도에 따라 하나 또는 둘 이상의 경보가 동시에 동작할 수 있다.
즉, 위험판단부(30)에서 판단한 위험지점 및 위험정도에 따라 위험의 경중이 미리 설정된 기준에 의해 구분될 수 있는 것으로, 경미한 위험일수록 경보의 수를 줄이거나 경보의 세기(소리 또는 진동)를 줄여 운전자에게 경보를 제공할 수 있고, 중대한 위험일수록 경보의 수를 늘리거나 경보의 세기(소리 또는 진동)를 증대하여 운전자에게 경보를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 위험지점에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도를 판단하여 운전자에게 위험 인지 및 정도별로 맞춤형 경보를 제공함으로써, 운전자의 운행 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 위험상황에 대한 오경보 및 오인식을 현저하게 저감하게 됨으로써, 운전 방해요소를 감소시켜 차량 및 경보시스템의 상품을 극대화시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 도로상황 인식부 20 : 운전자시선 인식부
30 : 위험판단부 40 : 위험경보부

Claims (5)

  1. 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식부(10);
    운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식부(20);
    위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단부(30); 및
    위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보부(40);를 포함하는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템.
  2. 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하며, 운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하고, 위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 제어부;를 포함하는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보시스템.
  3. 자차와 충돌위험이 있는 전방의 대상물 및 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보를 제공받아, 해당 위치정보들과의 거리와 충돌 및 도달예측시간을 산출하여 충돌 위험정도 및 위험지점을 예측하는 도로상황 인식단계;
    운전자의 주시지점에 대한 주시 시간과 주시 횟수를 기반으로 운전자의 시선을 분석하는 운전자시선 인식단계;
    위험지점에 대한 운전자 시선의 주시 시간 및 주시 횟수를 분석하여 운전자가 위험상황을 인지하고 있는지의 여부 및 인지 정도를 판단하는 위험판단단계; 및
    위험상황에 대한 운전자의 인지 여부 및 인지 정도에 따라 운전자에게 위험을 알리는 위험경보단계;를 포함하는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 도로상황 인식단계에서, 전방의 대상물에 대한 위치정보는 카메라 또는 레이더를 이용하여 제공받으며, 전방의 공사 및 사고지점에 대한 위치정보는 무선통신에 의해 제공받는 것을 특징으로 하는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 위험경보단계에서의 위험경보는 복수의 방식이 마련되며, 위험상황에 대한 운전자의 인지 정도에 따라 하나 또는 둘 이상의 경보가 동시에 동작하는 것을 특징으로 하는 운전자 시선추적과 교통정보를 이용한 도로상황 경보방법.
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