KR20140147233A - 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 차량의 주행 패턴을 분석하여 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명은 스티어링 휠, 페달 답력, 차량 오프셋 등을 고려하여 졸음 운전 수준을 단계별로 판단하여 선택된 단계에 대응하는 졸음 운전 경고 시나리오를 수행함으로써, 졸음 운전을 하고 있는 운전자에게 졸음 운전 경고를 적절한 시점에 효과적으로 실행할 수 있다. 또한 본 발명은 차량의 주행 패턴을 기반으로 한 졸음 운전 판단 시스템과 LKAS를 통합함으로써, 졸음 운전에 의한 차선 이탈을 방지하여 교통사고를 미연에 방지할 수 있으며, 외부 물체와의 충돌이 예측되는 시점에 LKAS의 조향 제어가 개입되어 측면에서 달려오는 차량이나 위험 물체와의 충돌 사고를 최소화할 수 있다.

Description

차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치 및 방법 {Apparatus and method for judging drowsiness drive using driving pattern of vehicle}

본 발명은 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량의 주행 패턴을 분석하여 운전자의 졸음 운전 여부를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

졸음 운전은 교통 사고의 가장 큰 원인 중 하나이다. 그래서 미국, 유럽, 일본 등을 중심으로 졸음 운전 방지를 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.

최근 들어 안구 움직임을 감지하고 이를 통해 졸음 운전을 감지하는 기술, 생체 신호 변화를 감지하여 졸음 운전을 감지하는 기술 등 다양한 졸음 감지 기술들이 제안되고 있다. 그러나 이러한 기술들은 고가의 비전 장비나 생체 장비를 필요로 하기 때문에, 고비용 및 복잡한 신호 처리가 요구되므로 널리 보급되지 않고 있는 실정이다.

또한 국내공개특허 제2011-0069992호와 같이 운전자에 의해 조향 핸들에 부가되는 압력과 주행 속도를 이용하여 운전자의 졸음을 감지하고 경고하는 시스템도 제안되었는데, 졸음 감지에 대한 정확성이 떨어져서 상용화 단계에 이르지 못하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스티어링 휠, 페달 답력, 차량 오프셋 등을 고려하여 졸음 운전 수준을 단계별로 판단하여 선택된 단계에 대응하는 졸음 운전 경고 시나리오를 수행하는 졸음 운전 판단 장치 및 방법을 제안함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 차량의 주행 패턴을 기반으로 한 졸음 운전 판단 시스템과 차선 유지 보조 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)을 통합하는 졸음 운전 판단 장치 및 방법을 제안함을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산하는 졸음 지수 계산부; 계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 상기 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정하며, 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단하는 중앙 제어부; 및 상기 조정된 레벨이 상기 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면 상기 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치를 제안한다.

바람직하게는, 상기 졸음 운전 판단 장치는 상기 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 상기 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 차량의 차선 이탈 가능성과 상기 차량의 충돌 가능성을 판단하는 차선 이탈 및 위험 상황 판단부; 및 상기 차량의 조향 토크를 기초로 상기 차량의 자세를 제어하는 조향 장치를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 차선 이탈 및 위험 상황 판단부는 상기 영상 정보를 이용하여 먼저 상기 차량이 주행하고 있는 차선의 횡방향 넓이와 곡률을 추출하고 이후 상기 차선에서의 상기 차량의 횡방향 위치와 헤딩각을 산출하여 상기 차선 이탈 가능성을 판단한다.

바람직하게는, 상기 중앙 제어부는 상기 차량의 차속, 상기 차량의 요레이트, 및 상기 차량의 조향각 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 조향 토크를 생성한다.

바람직하게는, 상기 졸음 지수 계산부는 상기 모니터링 정보로 상기 차량의 스티어링 휠 각 정보, 상기 차량에 가해진 페달 답력 정보, 상기 차량의 감속이나 가속과 관련된 속도 정보, 및 상기 차량의 주행 시간 정보를 이용한다.

바람직하게는, 상기 졸음 운전 판단 장치는 상기 차량의 운전 환경과 관련된 주행 환경 정보를 수집하며, 상기 주행 환경 정보로 상기 차량의 위치 정보, 상기 차량이 주행하고 있는 도로가 교차로에 해당하는지 여부에 대한 정보, 및 상기 도로의 제한 속도 정보를 수집하는 네비게이션을 더 포함하며, 상기 졸음 지수 계산부는 상기 운전자의 졸음 지수를 계산할 때 상기 주행 환경 정보를 가중치로 이용한다.

바람직하게는, 상기 졸음 운전 판단 장치는 미리 정해진 기간동안 상기 모니터링 정보와 상기 차량이 운행될 때 촬영으로 얻어진 영상 정보를 저장하며, 저장된 각 정보에 대하여 계산하여 얻은 평균과 표준편차를 기초로 상기 졸음 지수 임계값을 생성하는 주행 패턴 감지부를 더 포함한다.

또한 본 발명은 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산하는 졸음 지수 계산 단계; 계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 상기 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정하며, 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단하는 레벨 조정 및 비교 단계; 및 상기 조정된 레벨이 상기 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면 상기 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 방법을 제안한다.

바람직하게는, 상기 경고 단계 이후에, 상기 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 상기 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 차량의 차선 이탈 가능성과 상기 차량의 충돌 가능성을 판단하는 차선 이탈 및 위험 상황 판단 단계; 및 상기 차량의 조향 토크를 기초로 상기 차량의 자세를 제어하는 조향 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 차선 이탈 및 위험 상황 판단 단계는 상기 영상 정보를 이용하여 먼저 상기 차량이 주행하고 있는 차선의 횡방향 넓이와 곡률을 추출하고 이후 상기 차선에서의 상기 차량의 횡방향 위치와 헤딩각을 산출하여 상기 차선 이탈 가능성을 판단한다.

바람직하게는, 상기 차선 이탈 및 위험 상황 판단 단계와 상기 조향 단계 사이에, 상기 차량의 차속, 상기 차량의 요레이트, 및 상기 차량의 조향각 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 조향 토크를 생성하는 조향 토크 생성 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 졸음 지수 계산 단계는 상기 모니터링 정보로 상기 차량의 스티어링 휠 각 정보, 상기 차량에 가해진 페달 답력 정보, 상기 차량의 감속이나 가속과 관련된 속도 정보, 및 상기 차량의 주행 시간 정보를 이용한다.

바람직하게는, 상기 졸음 지수 계산 단계 이전에, 상기 차량의 운전 환경과 관련된 주행 환경 정보를 수집하며, 상기 주행 환경 정보로 상기 차량의 위치 정보, 상기 차량이 주행하고 있는 도로가 교차로에 해당하는지 여부에 대한 정보, 및 상기 도로의 제한 속도 정보를 수집하는 주행 환경 정보 수집 단계를 더 포함하며, 상기 졸음 지수 계산 단계는 상기 운전자의 졸음 지수를 계산할 때 상기 주행 환경 정보를 가중치로 이용한다.

바람직하게는, 상기 레벨 조정 및 비교 단계 이전에, 미리 정해진 기간동안 상기 모니터링 정보와 상기 차량이 운행될 때 촬영으로 얻어진 영상 정보를 저장하며, 저장된 각 정보에 대하여 계산하여 얻은 평균과 표준편차를 기초로 상기 졸음 지수 임계값을 생성하는 주행 패턴 감지 단계를 포함한다.

본 발명은 상기한 목적에 따라 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 스티어링 휠, 페달 답력, 차량 오프셋 등을 고려하여 졸음 운전 수준을 단계별로 판단하여 선택된 단계에 대응하는 졸음 운전 경고 시나리오를 수행함으로써, 졸음 운전을 하고 있는 운전자에게 졸음 운전 경고를 적절한 시점에 효과적으로 실행할 수 있다.

둘째, 차량의 주행 패턴을 기반으로 한 졸음 운전 판단 시스템과 차선 유지 보조 시스템(LKAS)을 통합함으로써, 졸음 운전에 의한 차선 이탈을 방지하여 교통사고를 미연에 방지할 수 있으며, 외부 물체와의 충돌이 예측되는 시점에 차선 유지 보조 시스템(LKAS)의 조향 제어가 개입되어 측면에서 달려오는 차량이나 위험 물체와의 충돌 사고를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 졸음 운전 판단 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 조향 제어가 개입되는 경우의 예시도이다.
도 3은 졸음 지수와 운전자의 상태를 비교한 테이블도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 졸음 운전 판단 방법을 도시한 흐름 예시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 졸음 운전 판단 방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 졸음 운전 판단 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명에서 제안하는 졸음 운전 판단 장치 즉, 차량의 주행 패턴을 기반으로 한 졸음 운전 판단 장치는 차선 유지 보조 시스템(LKAS; Lane Keeping Assist System)과 통합되어 졸음 운전을 하고 있는 운전자에게 적절한 시점에 효과적으로 경고 메시지를 출력하며, 졸음 운전에 의한 차선 이탈 및 측면 충돌을 방지함으로써 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한 졸음 운전 판단 장치는 스티어링 휠, 페달 답력, 차량 오프셋 등을 고려하여 졸음 운전 수준을 단계별로 판단하여, 선택된 단계에 대응하는 졸음 운전 경고 시나리오를 통해 졸음 운전 경고를 효과적으로 수행한다.

또한 졸음 운전 판단 장치는 차선 이탈 및 측면 충돌이 예측되는 시점에 차선 유지 보조 시스템(LKAS)의 조향 제어가 개입되어 측면에서 달려오는 차량이나 위험 물체와의 사고를 최소화할 수 있다.

도 1에 따르면, 졸음 운전 판단 장치(100)는 졸음 지수 계산부(110), 중앙 제어부(120) 및 경고 장치(130)를 포함한다.

졸음 지수 계산부(110)는 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산하는 기능을 수행한다. 졸음 지수 계산부(110)는 모니터링 정보로 차량의 스티어링 휠 각 정보, 차량에 가해진 페달 답력 정보, 차량의 감속이나 가속과 관련된 속도 정보, 및 차량의 주행 시간 정보를 이용할 수 있다.

중앙 제어부(120)는 졸음 지수 계산부(110)에 의해 계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정하며, 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단하는 기능을 수행한다.

경고 장치(130)는 중앙 제어부(120)에 의해 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 기능을 수행한다.

졸음 운전 판단 장치(100)는 차선 이탈 및 위험 상황 판단부(140)와 조향 장치(150)를 더 포함할 수 있다.

차선 이탈 및 위험 상황 판단부(140)는 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 차량의 차선 이탈 가능성과 차량의 충돌 가능성을 판단하는 기능을 수행한다. 영상 정보는 차량의 전방을 촬영하도록 장착된 전방 카메라(181)에 의해 획득할 수 있으며, 센싱 정보는 차량 센서(183) 특히 초음파 센서에 의해 획득할 수 있다.

차선 이탈 및 위험 상황 판단부(140)는 영상 정보를 이용하여 먼저 차량이 주행하고 있는 차선의 횡방향 넓이와 곡률을 추출하고 이후 차선에서의 차량의 횡방향 위치와 헤딩각을 산출하여 차선 이탈 가능성을 판단할 수 있다.

차선 이탈 가능성이 있는 것으로 판단되면 차선 이탈 및 위험 상황 판단부(140)는 센싱 정보를 이용하여 차량의 측방으로 외부 물체의 유무를 인식하고 이를 기초로 충돌 가능성을 판단할 수 있다.

조향 장치(150)는 중앙 제어부(120)에 의해 생성된 차량의 조향 토크를 기초로 차량의 조향각을 조절하여 차량의 자세를 제어하는 기능을 수행한다. 이때 중앙 제어부(120)는 차량 센서(183)에 의해 획득된 다양한 정보를 기초로 조향 토크를 생성할 수 있으며, 일례로 차량의 차속, 차량의 요레이트, 및 차량의 조향각 중 적어도 하나의 정보를 기초로 조향 토크를 생성할 수 있다.

차량 센서(183)는 차량의 동역학적 상태 및 위험 물체 인지 상태를 계측하기 위한 것으로서, 스티어링 휠 센서, 페달 답력 센서, 속도 센서, 가속 센서, 초음파 센서 등을 포함한다.

졸음 운전 판단 장치(100)는 네비게이션(160), 주행 패턴 감지부(170), 시계(182) 등을 더 포함할 수도 있다.

네비게이션(160)은 차량의 운전 환경과 관련된 주행 환경 정보를 수집하는 기능을 수행한다. 네비게이션(160)은 주행 환경 정보로 차량의 위치 정보, 차량이 주행하고 있는 도로가 교차로에 해당하는지 여부에 대한 정보, 도로의 제한 속도 정보 등을 수집할 수 있다. 본 실시예에서 졸음 지수 계산부(110)는 운전자의 졸음 지수를 계산할 때 주행 환경 정보를 가중치로 이용할 수 있다.

주행 패턴 감지부(170)는 스티어링 휠 등의 움직임 정보를 감지하여 일정 시간동안 운전자의 주행 패턴을 추정하는 기능을 수행한다.

이러한 주행 패턴 감지부(170)는 미리 정해진 기간동안 모니터링 정보와 차량이 운행될 때 촬영으로 얻어진 영상 정보를 저장하며, 저장된 각 정보에 대하여 계산하여 얻은 평균과 표준편차를 기초로 졸음 지수 임계값을 생성하는 기능을 수행한다. 전술한 바 있는 모니터링 정보는 차량 내에 장착되는 각종 장치 즉 네비게이션(160), 전방 카메라(181), 시계(182), 차량 센서(183) 등에 의해 획득될 수 있다.

시계(182)는 차량의 운행 시작 시점과 운행 종료 시점, 주행 시간 등을 계측하는 기능을 수행한다.

한편 도 1에는 도시되지 않았으나 졸음 운전 판단 장치(100)는 전원부와 주제어부를 포함한다.

전원부는 졸음 운전 판단 장치(100)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행하는 것이고, 주제어부는 졸음 운전 판단 장치(100)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행하는 것이다.

졸음 운전 판단 장치(100)가 전자 제어 장치(ECU; Electronic Control Unit)에 연동되어 차량 내에 탑재되는 것임을 참작할 때 전원부와 주제어부는 구비되지 않아도 무방하다.

차량의 주행 패턴을 기반으로 한 졸음 운전 판단 장치(100)는 차선 유지 보조 시스템(LKAS)과 통합되어 졸음 운전으로 인한 교통사고를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

네비게이션(160)은 자차의 위치, 교차로 여부, 도로에서의 제한 속도 등의 운전 환경에 대한 정보를 수집하여 운전자 졸음 지수 계산시 사용되는 가중치 값을 정할 때 사용된다. 네비게이션(160)으로부터 얻은 정보는 운전 환경 영향을 고려하여 정확한 졸음 운전 경고 시점을 구현할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

전방 카메라(181)는 주행 전방의 차선을 실시간으로 인식하여 차선의 횡방향 넓이, 곡률 등을 추출하고, 자차선 기준 차량의 횡방향 위치, 헤딩각 등을 산출한다.

시계(182)는 운전자가 차량을 운행하는 시점 및 주행 시간을 계측한다.

차량 센서(183)로부터 받은 차속, 요레이트, 조향각 등은 차선 유지에 필요한 조향 보조 토크량을 계산시 사용되며, 스티어링 휠 센서, 페달 답력 센서 등은 운전자 주행 패턴 감지 및 졸음 지수 계산에 사용된다.

전방 카메라(181)로부터 받은 자차선 기준 차량의 횡방향 위치와 차량 센서(183)로부터 얻은 스티어링 휠 각, 페달 답력, 감속, 가속 등의 값을 일정 기간동안 저장하여, 주행 패턴 감지부(170)는 평균과 표준편차를 사용하여 운전자의 주행 패턴을 분석하고 운전자 졸음 지수 Threshold를 계산한다.

주행 패턴 분석 이후에 운전자의 성향을 실시간으로 모니터링하여 졸음 지수를 계산한다. 졸음 운전으로 인하여 차선 이탈 및 측면 충돌이 예측되는 상황을 전방 카메라(181)와 측면 초음파 센서를 이용하여 판단한다.

중앙 제어부(120)에서는 운전자 졸음 상태와 관련된 모니터링 정보, 차량의 거동, 차선 대비 횡방향 위치 등을 반영하여 경고 시점, 제어 개입 시점 등을 판단한다. 중앙 제어부(120)에서 경고 알림 및 제어 개입이 결정되면 경고 장치(130)는 운전자에게 졸음 운전을 하고 있다고 경고 및 휴식 권장을 알린다. 또한 조향 장치(150)는 조향 보조 토크를 발생시켜 측면에서의 충돌을 회피하게 한다.

도 3은 졸음 지수와 운전자의 상태를 비교한 테이블도이다. 일례로 운전자 졸음 지수는 도 3과 같이 5단계로 이루어질 수 있다. 실시간으로 측정되고 계산된 졸음 지수가 운전자 패턴을 통해 결정된 졸음 지수 Threshold보다 크면 운전자 졸음 상태는 한 단계씩 상승된다. 운전자 졸음 상태가 4 단계가 되면 경고 장치(130)를 통해 운전자에게 경고를 알리고 커피를 마시거나 휴식 시간을 갖도록 권장한다.

차량의 주행 패턴을 기반으로 계산된 졸음 지수 Threshold는 아래 수식으로 표현될 수 있다.

졸음 지수 Threshold = a(스티어링 휠 각 표준편차) + b(페달 답력 표준편차) + c(차량의 감가속 표준편차) + d(Lane Offset) + e(주행 시간)

운전자 졸음 지수 Threshold 및 실시간 졸음 지수를 계산할 때에는 각 변수 앞의 가중치를 적용하며, 가중치의 값은 네비게이션과 시계로부터 파악된 환경 및 시점에 따라 변동된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 조향 제어가 개입되는 경우의 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 졸음으로 인해 운전자가 정상적으로 전방을 응시하며 운전하지 못할 경우나 급작스런 조향 움직임으로 차선 이탈이 예상될 경우 운전자에게 졸음 운전을 경고하는 대신 졸음 운전 판단 장치(100)가 조향 제어에 개입하게 된다. 전방 카메라로 차선이 오인식되거나 악조건의 환경에서의 차선 미인식일 때에는 초음파 센서로 측면에서 이동하고 있는 차량이나 위험 물체를 감지하여 제어 개입을 실행한다.

본 발명은 이러한 기능을 통해 운전자의 상태를 반영하여 졸음 운전 경고 알림 뿐만 아니라 차량이 차선 이탈시 또는 운전중 초음파 센서가 위험 물체를 감지할 경우에 조향 제어를 가함으로써, 교통사고가 일어날 확률을 최소화할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 졸음 운전 판단 방법을 도시한 흐름 예시도이다.

졸음 운전을 방지하기 위한 연구들은 대부분 카메라를 통해 운전자의 눈 깜빡임을 분석하여 그 상태에 따라 졸음 운전이라고 판단하는데, 졸음 운전 중이라고 판단되면 경보를 출력하는 방식으로 수행된다. 또한 졸음 운전을 감지하는 연구 중에는 사람의 생체 신호를 이용한 연구들도 활발하게 이루어지고 있다. 졸음 운전 감지는 차선 이탈, 핸들 조작, 페달 조작 등 운전자의 차량 조작시 이상 상황을 감지한 후 운전자에게 경고를 하게 된다.

같은 종래의 졸음 운전 경고 장치는 운전자에게 졸음 정도와 무관하게 고정적인 경고를 함으로써, 각성 효과가 시간이 지날수록 현저히 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라 본 발명은 졸음 운전 판단을 더욱 정확하게 할 수 있는 방법을 제안한다. 본 발명은 이 방법에 따라 운전자에게 졸음 단계와 무관한 경고를 최소화함으로써 경고의 각성 효과를 높여주는 효과도 얻을 수 있다.

먼저 차량의 주행 위치와 시간 정보를 획득한다(S405). 운전자 졸음 지수의 가중치는 네비게이션과 시계로부터 얻은 운전 환경의 정보에 따라 달라진다.

이후 일정 시간동안 운전자의 주행 성향을 데이터화하여 주행 패턴을 분석하고 운전자 졸음 지수 Threshold 값을 판단한다. 보다 자세하게 설명하면, 차속, 스티어링 휠 각, 페달 답력, Lane Offset, 주행 시간 등 운전자 주행 데이터를 획득 및 구축한다(S410). 이후 미리 정해진 시간동안 축적된 주행 데이터를 이용하여 통계적 기법에 따라 평균과 표준편차를 계산한다(S415). 이후 평균과 표준편차를 기초로 운전자 졸음 지수 Threshold 값을 생성한다(S420).

그 이후 실시간으로 운전자의 운전 성향에 따른 졸음 지수를 생성한다(S425). 이후 실시간으로 생성된 운전자 졸음 지수와 Threshold 값을 비교한다(S430).

운전자 졸음 지수가 Threshold 값보다 크면 졸음 운전 단계를 한단계 상승시키고(S435), 그렇지 않으면 S425 단계부터 다시 수행한다.

일정 기간동안 졸음 운전 단계가 상승하는 성향이 보이지 않으면(S440) 졸음 운전 단계에 따른 경고 레벨을 초기화시킨다(S445).

졸음 운전 단계가 5에 도달하면(S450) 경고 장치를 통해 시각 및 청각을 통해 운전자에게 경고를 실행한다(S455).

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 졸음 운전 판단 방법을 도시한 흐름도이다. 이하 설명은 도 1과 도 5를 참조한다.

먼저 졸음 지수 계산부(110)가 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산한다(S510).

이후 중앙 제어부(120)가 졸음 지수 계산부(110)에 의해 계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정한다(S520).

이후 중앙 제어부(120)가 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단한다(S530). 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면, 중앙 제어부(120)가 운전자에게 경고 메시지를 출력한다(S540).

이후 차선 이탈 및 위험 상황 판단부(140)가 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 차량의 차선 이탈 가능성과 차량의 충돌 가능성을 판단한다(S550). 차량의 충돌 가능성이 있는 것으로 판단되면, 중앙 제어부(120)가 차량 센서(183)를 통해 얻은 정보를 기초로 차량의 조향 토크를 생성한다. 그러면 조향 장치(150)가 차량의 조향 토크를 기초로 차량의 자세를 제어한다(S560).

한편 S510 단계 이전에 네비게이션(160)은 차량의 운전 환경과 관련된 주행 환경 정보를 수집할 수 있다. 그러면 졸음 지수 계산부(110)는 운전자의 졸음 지수를 계산할 때 주행 환경 정보를 가중치로 이용할 수 있다.

한편 S520 단계 이전에 주행 패턴 감지부(170)가 미리 정해진 기간동안 모니터링 정보와 차량이 운행될 때 촬영으로 얻어진 영상 정보를 저장하며, 저장된 각 정보에 대하여 계산하여 얻은 평균과 표준편차를 기초로 졸음 지수 임계값을 생성할 수 있다. 주행 패턴 감지부(170)가 수행하는 이 단계는 예컨대 S510 단계 이전에 수행되거나 S510 단계와 S520 단계 사이에 수행될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산하는 졸음 지수 계산부;
   계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 상기 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정하며, 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단하는 중앙 제어부; 및
   상기 조정된 레벨이 상기 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면 상기 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 장치
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 상기 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 상기 차량의 차선 이탈 가능성과 상기 차량의 충돌 가능성을 판단하는 차선 이탈 및 위험 상황 판단부; 및
   상기 차량의 조향 토크를 기초로 상기 차량의 자세를 제어하는 조향 장치
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 차선 이탈 및 위험 상황 판단부는 상기 영상 정보를 이용하여 먼저 상기 차량이 주행하고 있는 차선의 횡방향 넓이와 곡률을 추출하고 이후 상기 차선에서의 상기 차량의 횡방향 위치와 헤딩각을 산출하여 상기 차선 이탈 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 중앙 제어부는 상기 차량의 차속, 상기 차량의 요레이트, 및 상기 차량의 조향각 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 조향 토크를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 졸음 지수 계산부는 상기 모니터링 정보로 상기 차량의 스티어링 휠 각 정보, 상기 차량에 가해진 페달 답력 정보, 상기 차량의 감속이나 가속과 관련된 속도 정보, 및 상기 차량의 주행 시간 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 차량의 운전 환경과 관련된 주행 환경 정보를 수집하며, 상기 주행 환경 정보로 상기 차량의 위치 정보, 상기 차량이 주행하고 있는 도로가 교차로에 해당하는지 여부에 대한 정보, 및 상기 도로의 제한 속도 정보를 수집하는 네비게이션
   을 더 포함하며,
   상기 졸음 지수 계산부는 상기 운전자의 졸음 지수를 계산할 때 상기 주행 환경 정보를 가중치로 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   미리 정해진 기간동안 상기 모니터링 정보와 상기 차량이 운행될 때 촬영으로 얻어진 영상 정보를 저장하며, 저장된 각 정보에 대하여 계산하여 얻은 평균과 표준편차를 기초로 상기 졸음 지수 임계값을 생성하는 주행 패턴 감지부
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 장치.
8. 차량의 주행 패턴을 실시간으로 모니터링하여 얻은 모니터링 정보를 기초로 운전자의 졸음 지수를 계산하는 졸음 지수 계산 단계;
   계산된 졸음 지수와 졸음 지수 임계값을 비교하여 상기 운전자의 졸음 정도에 따른 레벨을 조정하며, 조정된 레벨이 기준 레벨 이상인지 여부를 판단하는 레벨 조정 및 비교 단계; 및
   상기 조정된 레벨이 상기 기준 레벨 이상인 것으로 판단되면 상기 운전자에게 경고 메시지를 출력하는 경고 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 차량의 전방을 촬영하여 얻은 영상 정보와 상기 차량의 측방을 센싱하여 얻은 센싱 정보를 기초로 상기 차량의 차선 이탈 가능성과 상기 차량의 충돌 가능성을 판단하는 차선 이탈 및 위험 상황 판단 단계; 및
   상기 차량의 조향 토크를 기초로 상기 차량의 자세를 제어하는 조향 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 차량의 차속, 상기 차량의 요레이트, 및 상기 차량의 조향각 중 적어도 하나의 정보를 기초로 상기 조향 토크를 생성하는 조향 토크 생성 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 패턴을 이용한 졸음 운전 판단 방법.

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