KR20160050709A

KR20160050709A - 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20160050709A
Application number: KR1020140149462A
Authority: KR
Inventors: 김보미
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR102267097B1

Abstract

본 발명은 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 주행안정성 감지장치는, 운전자의 상태, 차량의 조작상태와 차량의 주변 장애물 상태로부터 주행 방해요소에 대한 부하량을 감지하는 감지부; 감지부로부터 입력된 주행 방해요소에 대한 부하량으로부터 운전자가 자지 않는 경우 총 주행방해 부하량을 산출하고, 총 주행방해 부하량을 기준 위험부하량과 비교하여 경고신호를 출력하는 제어부; 및 제어부로부터 경고신호를 입력받아 경고를 발생시키는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR DETECTING DRIVING STABILITY OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 중 차량의 내부에서 발생되는 주행 방해요소와 외부에서 발생되는 주행 방해요소에 대해 정량화하여 가중치를 부여하여 부하량을 산출하고 주행안정성에 미치는 영향에 따라 총 주행방해 부하량을 산출하여 위험정도에 따라 경고하는 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 사람에게 이동 편의성 및 시간 효율성을 제공하나, 운전자 부주의로 인해 운전자는 물론 주변인에게 큰 피해를 끼칠 수 있어, 이용에 주의가 필요하다.

특히 최근 들어, 자동차와 ICT(Information & Communication Technology)의 기술 융합으로 점차 차량의 지능화, 고도화가 이루어지고 있고, 이에 따라 자동차 내 구현된 안전운전 지원시스템은 위험상황을 인지하고, 이를 운전자에게 알리는 동작을 수행한다.

이러한 안전운전 지원시스템은 위험상황을 인지하기 위해 주로 외부센서(레이더, 카메라 등)를 통해 정보를 수집하여 위험 여부(차선이탈, 충돌예상 등)를 판단하는 형태로 이루어진다. 또한, 이를 운전자에게 알리는 방법은 위험 상황을 표시장치(예를 들어 경고등의 점멸 등)에 표시하거나 음성으로 안내하는 방법이 있다.

그러나 표시장치의 점멸이나 음성 알림 등으로 운전자에게 경고하는 시스템은 고속주행에 따른 소음에 묻히거나, 전방을 주시하여 운전에 집중하거나 졸음운전을 하는 경우 시청각적으로 인지하기 어려운 경우가 많았다.

또한, 안전운전을 위해서는 운전자의 정신적, 신체적 상태를 파악하는 것도 중요한 요소이나, 종래 기술로는 운전자의 발작이나 감정의 이상상태, 호흡곤란, 주시 태만, 졸음, 불안 등 운전자의 정신적, 신체적 상태의 문제발생 여부를 파악할 수 없었고, 그러한 문제가 발생하더라도 대응 방법이 없어 운전자 보호에 미흡하였다.

본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0059745호(공개일 : 1999.07.26.)인 "주행도로 차선이탈 방지장치"에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 주행 중 차량의 내부에서 발생되는 주행 방해요소와 외부에서 발생되는 주행 방해요소에 대해 정량화하여 가중치를 부여하여 부하량을 산출하고 주행안정성에 미치는 영향에 따라 총 주행방해 부하량을 산출하여 위험정도에 따라 경고하는 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 주행안정성 감지장치는, 운전자의 상태, 차량의 조작상태와 차량의 주변 장애물 상태로부터 주행 방해요소에 대한 부하량을 감지하는 감지부; 감지부로부터 입력된 주행 방해요소에 대한 부하량으로부터 운전자가 자지 않는 경우 총 주행방해 부하량을 산출하고, 총 주행방해 부하량을 기준 위험부하량과 비교하여 경고신호를 출력하는 제어부; 및 제어부로부터 경고신호를 입력받아 경고를 발생시키는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 감지부는, 운전자의 상태로부터 졸음상태를 감지하는 졸음부하 감지부; 차량의 주행시 환경적인 상황이나 주변의 장애물의 상태로부터 외적인 방해요소를 감지하는 외부부하 감지부; 주행 중 운전자에게 청각적으로 운전을 방해하는 요소를 감지하는 청각부하 감지부; 및 운전자가 주행 중 차량의 기기를 조작하여 운전을 방해하는 요소를 감지하는 기기조작 부하 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 졸음부하 감지부는, 운전자의 얼굴 영상으로부터 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 정량화하여 졸음부하량을 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 외부부하 감지부는, 내비게이션 장치로부터 날씨정보와 도로정보를 기반으로 환경적 방해요소를 감지하는 환경부하 감지부; 및 차량의 전후좌우에서 주행하는 차량의 수와 차선변경 유무를 기반으로 주위차량에 의한 방해요소를 감지하는 주위차량 부하 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 환경부하 감지부는, 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여하고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역에 따라 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 환경부하량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 주위차량 부하 감지부는, SCC(Smart Cruise Control), LKAS(Lane Keeping Assistant System), SPAS(Smart Parking Assistant System), AVM(Around View Monitoring), 카메라, 레이더 중 어느 하나 이상으로부터 차량의 전후좌우 차량을 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 주위차량 부하 감지부는, 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 주위차량 부하량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 청각부하 감지부는, 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산한 청각부하량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 기기조작 부하 감지부는, 설정시간 동안 차량의 기기를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여하여 기기조작 부하량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 차량의 기기는, 조향장치, 브레이크 및 악셀레이터 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 경고부는, 경고음 출력부, 부하량 표시부 및 진동발생부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법은, 제어부가 졸음부하 감지부로부터 졸음부하량을 입력받는 단계; 제어부가 졸음부하량으로부터 운전자가 자는지 판단하는 단계; 제어부가 자는지 판단결과 운전자가 자는 경우 경고신호를 출력하는 단계; 제어부가 자는지 판단결과 운전자가 자지 않는 경우 외부부하 감지부, 청각부하 감지부, 기기조작 부하 감지부로부터 각각 외부부하량, 청각부하량, 기기조작 부하량을 입력받아 졸음부하량과 함께 총 주행방해 부하량을 산출하는 단계; 및 제어부가 총 주행방해 부하량과 기준 위험부하량을 비교하여 경고신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 총 주행방해 부하량을 산출하는 단계는, 청각부하량과 기기조작 부하량의 합산에 외부부하량을 곱한 후 졸음부하량으로 나누어 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 외부부하량은, 환경부하 감지부로부터 감지된 환경부하량과, 주위차량 부하 감지부로부터 감지된 주위차량 부하량을 합산한 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 환경부하량은, 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여하고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역에 따라 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 산출된 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 주위차량 부하량은, 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여한 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 졸음부하량은, 운전자의 얼굴 영상으로부터 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 구분하여 정량화된 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 청각부하량은, 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산한 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 기기조작 부하량은, 설정시간 동안 차량의 기기를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여한 부하량인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법은 차량의 주행 중 차량의 내부에서 발생되는 주행 방해요소와 외부에서 발생되는 주행 방해요소에 대해 정량화하여 가중치를 부여하여 부하량을 산출하고 주행안정성에 미치는 영향에 따라 총 주행방해 부하량을 산출하여 위험정도에 따라 경고함으로써 운전자에게 경각심을 일깨워 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 주위차량 부하량을 산출하기 위한 가중치 영역을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 주위차량 부하 감지부의 감지영역을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 청각부하 감지부에서 측정되는 주파수대역을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 주행안정성 감지장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 주위차량 부하량을 산출하기 위한 가중치 영역을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 주위차량 부하 감지부의 감지영역을 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치에서 청각부하 감지부에서 측정되는 주파수대역을 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치는, 감지부(10), 제어부(20) 및 경고부(30)를 포함한다.

감지부(10)는 운전자의 상태, 차량의 조작상태와 차량의 주변 장애물 상태로부터 주행 방해요소에 대한 부하량을 감지한다.

이때 감지부(10)는 운전자의 상태로부터 졸음상태를 감지하는 졸음부하 감지부(12)와, 차량의 주행시 환경적인 상황이나 주변의 장애물의 상태로부터 외적인 방해요소를 감지하는 외부부하 감지부(14), 주행 중 운전자에게 청각적으로 운전을 방해하는 요소를 감지하는 청각부하 감지부(16) 및 운전자가 주행 중 차량의 기기를 조작하여 운전을 방해하는 요소를 감지하는 기기조작 부하 감지부(18)를 포함할 수 있다.

여기서 졸음부하 감지부(12)는 운전자의 상태로부터 졸음상태를 감지하기 위해 차량의 내부 특정위치에 장착된 카메라(미도시)를 통해 촬영된 운전자의 얼굴 영상으로부터 눈꺼풀의 각도를 확인하여 눈감은 상태를 측정할 수 있다. 따라서, 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 정량화하여 졸음부하량을 산출한다.

예를 들어, 5초 동안 20회 측정한 결과, 눈감은 횟수가 13회 미만인 경우 정상인 경우로 판단하고, 13회 이상인 경우 조는 경우로 판단하며, 눈감은 횟수가 17회 이상인 경우 자는 경우로 판단하여 각각 정상인 경우 '1', 조는 경우 '0.5', 자는 경우 '0'으로 정량화된 부하량을 설정하여 졸음부하량을 산출한다.

외부부하 감지부(14)는 운전자 및 차량의 상태와는 무관하게 차량의 주행시 환경적인 상황이나 주변의 장애물의 상태로부터 외적인 방해요소를 감지하기 위해, 내비게이션 장치(미도시)로부터 날씨정보와 도로정보를 기반으로 환경적 방해요소를 감지하는 환경부하 감지부(142)와, 차량의 전후좌우에서 주행하는 차량의 수와 차선변경 유무를 기반으로 주위차량에 의한 방해요소를 감지하는 주위차량 부하 감지부(144)를 포함할 수 있다.

환경부하 감지부(142)는 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여할 수 있다. 즉, 날씨에 따라 눈, 비, 혹은 맑음 상태에 따라 각각 정량화된 가중치를 부여하고, 가시거리 상태에 따라 안개 많음, 안개 적음, 안개 없음에 따라 가중치를 부여하여 각각 합산할 수 있고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역인 어린이 보호구역 등에 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 환경부하량을 산출할 수 있다.

또한, 주위차량 부하 감지부(144)는 SCC(Smart Cruise Control), LKAS(Lane Keeping Assistant System), SPAS(Smart Parking Assistant System), AVM(Around View Monitoring), 카메라, 레이더 중 어느 하나 이상으로부터 차량의 전후좌우 차량을 감지하여 주위차량 부하량을 산출한다.

주행 중인 차량의 주변에 차량들이 많고, 이 차량들의 궤적 변화가 심하다면 주행안정성의 방해요소를 작용하게 된다. 따라서 주위차량 부하량은 TTC(Time To Collision) 기반으로 도 2와 같이 자기 차량을 중심으로 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 3개의 영역(section 1,2,3)으로 구분하고, 각 영역에서 감지되는 차량의 수와 차선변경 유무에 따라 산출할 수 있다. 즉, 도 3과 같이 전후방레이더, 전방카메라 및 측방 초음파센서를 이용하여 전,후방에 대한 정보를 통해 주위차량을 인식하고 TTC 값으로 검지차량과 상대거리에서 상대속도를 나누어 시간을 계산함으로써 위험 영역을 구할 수 있다.

예를 들어, 차량에 근접한 영역(section 1)에서 검지된 차량의 수가 많고 차선변경이 많을 경우 주위차량 부하량은 증가하게 되고, 반대로 검지된 차량의 수가 거의 없거나, 차량에서 먼 영역(section 3)에서 검지된 경우, 또한 주위차량의 궤적이 심하지 않은 경우 주위차량 부하량은 감소하게 된다.

이를 수학식으로 정의하면, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 즉, S는 검지된 차량의 영역(section 1,2,3)을 나타내고, L은 검지차량의 차선변경 유무를 나타내고, 변경이 있을 경우 '1', 없을 경우 '0'을 반영할 수 있으며, 검지된 차량은 1부터 n까지로 표시할 수 있다.

청각부하 감지부(16)는 주행 중 운전자에게 청각적으로 운전을 방해하는 요소를 감지하기 위해 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산하여 청각부하량을 산출한다.

운전자가 청각부하를 느끼는 감각기관은 귀로써, 귀와 가장 근접한 위치인 레드레스트에 마이크(미도시)를 장착하여 청각부하를 측정한다.

청각부하로는 운전자에게 가장 큰 영향을 미치는 요소로써 근거리에서는 운전자의 전화통화와 같은 직접음성이 포함되고, 중거리에서는 중간정도의 영향을 미치는 요소로써 내비게이션, MP3, 오디오 등 멀티미디어 기기에서 발생되는 소리 및 조수석에서 발생되는 음성이 포함되며, 원거리에서는 적은 영향을 미치는 요소로써 뒷좌석에서 발생되는 음성이나 차량외부에서 발생되는 소리가 포함될 수 있다.

이와 같은 청각부하에 대해 운전자가 주관적으로 방해요인으로 느끼는 정도는 음압과 더불어 주파수에 의존한다. 일반적으로 성인의 표준 가청범위는 약 20Hz ~ 20KHz 이나 전체범위에 대해 같은 감도를 나타내지 않고 2KHz ~ 5KHz의 소리에 대해 좀 더 민감하게 반응하고, 이보다 높거나 낮은 주파수에 대해서는 비교적 둔감하다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 주파수 대역별로 가중필터를 적용하여 각 주파수 대역별로 측정된 음압에 가중치를 적용하여 합산함으로써 청각부하량을 산출할 수 있다.

예를 들어 2KHz ~ 5KHz 대역인 A영역의 가중치(α)를 가장 높게 설정하고, 300Hz 미만과 20KHz를 초과하는 D영역의 가중치(δ)를 가장 낮게 설정하여, 각 주파수 대역별로 측정된 측정값에 가중치를 적용하여 합산함으로써 수학식 2와 같이 청각부하량을 산출할 수 있다.

여기서, a,b,c,d는 A,B,C,D 영역에서 각각 측정된 음압이고, α,β,γ,δ는 A,B,C,D 영역에서의 가중치를 나타낸다. 이때, α>β>γ>δ>0 이다.

기기조작 부하 감지부(18)는 운전자가 주행 중 차량의 기기를 조작하여 운전을 방해하는 요소를 감지하기 위한 것으로, 설정시간 동안 차량의 기기(미도시)를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여하여 기기조작 부하량을 산출할 수 있다.

이때 차량의 기기는 조향장치, 브레이크 및 악셀레이터 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 한정할 수 있다. 즉, 주행안정성을 판단하기 위해서는 운전자가 직접 조작하는 경우에 주행 방해요소로 작용하기 때문에 동승자가 조작 가능한 기기에 대해서 조작 주체를 확인할 수 없을 뿐만 아니라 주행안정성에 미치는 영향이 최소화될 수도 있어 이에 대해서는 기기조작 부하량 산출에 포함하지 않았다.

조향장치의 경우 운전자의 핸들을 조작한 상태를 조향각 센서(미도시)와 토크센서(미도시)를 통해 측정할 수 있어 설정시간 동안 조향각의 합이 클수록 운전자가 직선주로가 아닌 곡선주로를 주행하는 것으로 판단할 수 있고, 곡률이 크고 많을수록 운전자가 주행에 주의를 기울여야 하기 때문에 주행을 방해하는 요소로 작용하여 기기조작 부하량이 증가할 수 있다.

또한, 브레이크 및 악셀레이터이 조작 횟수나 조작량이 많을 경우 평탄한 도로의 정속주행 상태보다 비포장 도로나 경사도로의 주행으로 판단할 수 있어 운전자가 주행에 주의를 기울여야 하기 때문에 주행을 방해하는 요소로 작용하여 기기조작 부하량이 증가할 수 있다.

이러한 기기조작 부하량은 운전자가 불필요한 핸들링이나 가감속을 반복할 경우 기기조작 부하량이 증가하기 때문에 주행안정성을 위해 운전습관을 보정하여 효율적인 운전을 유도할 수도 있다.

제어부(20)는 감지부(10)로부터 입력된 주행 방해요소에 대한 부하량으로부터 운전자가 자지 않는 경우, 즉 졸음부하량이 '0'이 아닌 경우 총 주행방해 부하량을 산출하고, 총 주행방해 부하량을 기준 위험부하량과 비교하여 경고신호를 출력한다.

예를 들어 수학식 3과 같이 총 주행방해 부하량은 청각부하량과 기기조작 부하량의 합산에 외부부하량을 곱한 후 졸음부하량으로 나누어 산출할 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 졸음부하량을 최우선적인 주행 방해요소로 정의하여 졸음부하량이 '0'인 자는 경우에는 총 주행방해 부하량이 무한대로 증가하도록 하였으며, 정상인 경우 외부부하와 내부부하에 의한 주행 방해요소에 의한 부하량을 산출하도록 정의하였다.

또한, 청각부하량과 기기조작부하량은 운전자에 의한 주행 방해요소로써 주행 방해부하량의 합산요소로 적용하였고, 외부부하량은 주행안정성에 영향을 미치는 직접적인 방해요소로써 기본요소들에 곱하여 총 주행방해 부하량을 산출하였다.

이와 같이 수학식 3에 의해 산출되는 총 주행방해 부하량은 정량화하기 위해 제시된 하나의 방법으로 다양한 방법으로 주행안정성에 영향을 직접적인 영향을 미치는 방해요소와 간접적으로 영향을 미치는 방해요소에 대해 합산과 곱셈을 통해 어떤 형태로도 변경가능하다.

따라서, 제어부(20)는 위와 같이 총 주행방해 부하량을 산출 한 후, 산출된 총 주행방해 부하량과 기준 위험부하량을 비교하여 경고신호를 출력하여 운전자에게 경고한다.

기준 위험부하량은 총 주행방해 부하량에 따라 주행상황의 위험정도를 판단하여 설정할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 단계로 설정할 수도 있다.

경고부(30)는 제어부(20)로부터 경고신호를 입력받아 운전자가 주행상황의 위험정도를 인지할 수 있도록 경고를 발생시킨다.

여기서 경고부(30)는 경고음 출력부(32), 부하량 표시부(34) 및 진동발생부(36) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

경고음 출력부(32)는 경고신호에 따라 운전자에게 경고음을 발생시키거나, 주행상황의 위험정도를 알리는 안내 멘트를 재생할 수 있다. 여기서 경고음 출력부(32)는 차량에 설치된 스피커를 활용할 수도 있다. 부하량 표시부(34)는 차량의 계기판, AVN 또는 HUD(Head Up Display)를 통해 개별 부하량 및 총 주행방해 부하량을 표시할 수 있다. 또한, 진동발생부(36)는 조향휠이나 시트의 진동을 통해 위험정도를 인지하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 주행안정성 감지장치에 따르면, 차량의 주행 중 차량의 내부에서 발생되는 주행 방해요소와 외부에서 발생되는 주행 방해요소에 대해 정량화하여 가중치를 부여하여 부하량을 산출하고 주행안정성에 미치는 영향에 따라 총 주행방해 부하량을 산출하여 위험정도에 따라 경고함으로써 운전자에게 경각심을 일깨워 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법에서는, 먼저 제어부(20)가 졸음부하 감지부(12)로부터 졸음부하량을 입력받는다(S10).

졸음부하량은 운전자의 얼굴 영상으로부터 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 구분하여 정량화된 부하량이다.

즉, 졸음부하 감지부(12)는 운전자의 상태로부터 졸음상태를 감지하기 위해 차량의 내부 특정위치에 장착된 카메라를 통해 촬영된 운전자의 얼굴 영상으로부터 눈꺼풀의 각도를 확인하여 눈감은 상태를 측정할 수 있다. 따라서, 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 정량화하여 졸음부하량을 산출한다.

예를 들어, 5초 동안 20회 측정한 결과, 눈감은 횟수가 13회 미만인 경우 정상인 경우로 판단하고, 13회 이상인 경우 조는 경우로 판단하며, 눈감은 횟수가 17회 이상인 경우 자는 경우로 판단하여 각각 정상인 경우 '1', 조는 경우 '0.5', 자는 경우 '0'으로 정량화된 부하량을 설정하여 졸음부하량을 산출할 수 있다.

이후 제어부(20)는 졸음부하량을 통해 운전자가 조는지 판단한다(S12). S12 단계에서 운전자가 자는 경우, 제어부(20)는 경고신호를 경고부(30)DP 출력하여 경고음이나 경고메시지를 출력한다(S24).

반면 S12 단계에서 운전자가 자는 경우가 아니면, 제어부(20)는 외부부하 감지부(14)로부터 외부부하량을 입력받는다(S14).

여기서 외부부하량은 환경부하 감지부(142)로부터 감지된 환경부하량과, 주위차량 부하 감지부(144)로부터 감지된 주위차량 부하량을 합산한 부하량이다.

이때, 환경부하량은 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여하고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역에 따라 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 산출된 부하량이고, 주위차량 부하량은 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여한 부하량이다.

즉, 외부부하 감지부(14)는 운전자 및 차량의 상태와는 무관하게 차량의 주행시 환경적인 상황이나 주변의 장애물의 상태로부터 외적인 방해요소를 감지하기 위해, 환경부하량을 산출하는 환경부하 감지부(142)와, 주위차량 부하량을 산출하는 주위차량 부하 감지부(144)를 포함할 수 있다.

이를 수학식으로 정의하면, 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. 즉, S는 검지된 차량의 영역(section 1,2,3)을 나타내고, L은 검지차량의 차선변경 유무를 나타내고, 변경이 있을 경우 '1', 없을 경우 '0'을 반영할 수 있으며, 검지된 차량은 1부터 n까지로 표시할 수 있다.

또한, 제어부(20)는 청각부하 감지부(16)로부터 청각부하량을 입력받는다(S16).

여기서 청각부하량은 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산한 부하량이다.

예를 들어 2KHz ~ 5KHz 대역인 A영역의 가중치(α)를 가장 높게 설정하고, 300Hz 미만과 20KHz를 초과하는 D영역의 가중치(δ)를 가장 낮게 설정하여, 각 주파수 대역별로 측정된 측정값에 가중치를 적용하여 합산함으로써 수학식 5와 같이 청각부하량을 산출할 수 있다.

또한, 제어부(20)는 기기조작 부하 감지부(18)로부터 기기조작 부하량을 입력받는다(S18).

여기서 기기조작 부하량은 설정시간 동안 차량의 기기를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여한 부하량이다.

이후 제어부(20)는 입력된 외부부하량, 청각부하량, 기기조작 부하량 및 졸음부하량에 기초하여 총 주행방해 부하량을 산출한다(S20).

예를 들어 수학식 6과 같이 총 주행방해 부하량은 청각부하량과 기기조작 부하량의 합산에 외부부하량을 곱한 후 졸음부하량으로 나누어 산출할 수 있다.

이와 같이 수학식 6에 의해 산출되는 총 주행방해 부하량은 정량화하기 위해 제시된 하나의 방법으로 다양한 방법으로 주행안정성에 영향을 직접적인 영향을 미치는 방해요소와 간접적으로 영향을 미치는 방해요소에 대해 합산과 곱셈을 통해 어떤 형태로도 변경가능하다.

이렇게 제어부(20)는 총 주행방해 부하량을 산출 한 후, 산출된 총 주행방해 부하량과 기준 위험부하량을 비교한다(S22).

이때 기준 위험부하량은 총 주행방해 부하량에 따라 주행상황의 위험정도를 판단하여 설정할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 단계로 설정할 수도 있다.

S22 단계에서 총 주행방해 부하량과 기준 위험부하량을 비교한 결과 총 주행방해 부하량이 기준 위험부하량보다 큰 경우, 제어부(20)는 경고신호를 경고부(30)에 출력하여 경고음이나 경고메시지를 출력한다(S24).

경고부(30)는 제어부(20)로부터 경고신호를 입력받아 운전자가 주행상황의 위험정도를 인지할 수 있도록 경고음 출력부(32)를 통해 경고신호에 따라 운전자에게 경고음을 발생시키거나, 주행상황의 위험정도를 알리는 안내 멘트를 재생할 수 있다. 또한, 부하량 표시부(34)를 통해 개별 부하량 및 총 주행방해 부하량을 표시할 수 있고, 진동발생부(36)를 통해 조향휠이나 시트에 진동을 발생시켜 위험정도를 인지하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법에 따르면, 차량의 주행 중 차량의 내부에서 발생되는 주행 방해요소와 외부에서 발생되는 주행 방해요소에 대해 정량화하여 가중치를 부여하여 부하량을 산출하고 주행안정성에 미치는 영향에 따라 총 주행방해 부하량을 산출하여 위험정도에 따라 경고함으로써 운전자에게 경각심을 일깨워 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 감지부 12 : 졸음부하 감지부
14 : 외부부하 감지부 16 : 청각부하 감지부
18 : 기기조작 부하 감지부 20 : 제어부
30 : 경고부 32 : 경고음 출력부
34 : 부하량 표시부 36 : 진동발생부
142 : 환경부하 감지부 144 : 주위차량 부하 감지부

Claims

운전자의 상태, 차량의 조작상태와 차량의 주변 장애물 상태로부터 주행 방해요소에 대한 부하량을 감지하는 감지부;
상기 감지부로부터 입력된 상기 주행 방해요소에 대한 부하량으로부터 운전자가 자지 않는 경우 총 주행방해 부하량을 산출하고, 상기 총 주행방해 부하량을 기준 위험부하량과 비교하여 경고신호를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 상기 경고신호를 입력받아 경고를 발생시키는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 1항에 있어서, 상기 감지부는, 상기 운전자의 상태로부터 졸음상태를 감지하는 졸음부하 감지부;
상기 차량의 주행시 환경적인 상황이나 주변의 장애물의 상태로부터 외적인 방해요소를 감지하는 외부부하 감지부;
주행 중 상기 운전자에게 청각적으로 운전을 방해하는 요소를 감지하는 청각부하 감지부; 및
상기 운전자가 주행 중 상기 차량의 기기를 조작하여 운전을 방해하는 요소를 감지하는 기기조작 부하 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 2항에 있어서, 상기 졸음부하 감지부는, 상기 운전자의 얼굴 영상으로부터 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 정량화하여 졸음부하량을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 2항에 있어서, 상기 외부부하 감지부는, 내비게이션 장치로부터 날씨정보와 도로정보를 기반으로 환경적 방해요소를 감지하는 환경부하 감지부; 및 상기 차량의 전후좌우에서 주행하는 차량의 수와 차선변경 유무를 기반으로 주위차량에 의한 방해요소를 감지하는 주위차량 부하 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 4항에 있어서, 상기 환경부하 감지부는, 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여하고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역에 따라 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 환경부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 4항에 있어서, 상기 주위차량 부하 감지부는 SCC(Smart Cruise Control), LKAS(Lane Keeping Assistant System), SPAS(Smart Parking Assistant System), AVM(Around View Monitoring), 카메라, 레이더 중 어느 하나 이상으로부터 차량의 전후좌우 차량을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 4항에 있어서, 상기 주위차량 부하 감지부는, 상기 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 상기 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여하여 주위차량 부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 2항에 있어서, 상기 청각부하 감지부는 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 상기 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산한 청각부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 2항에 있어서, 상기 기기조작 부하 감지부는 설정시간 동안 상기 차량의 기기를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여하여 기기조작 부하량을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 9항에 있어서, 상기 차량의 기기는 조향장치, 브레이크 및 악셀레이터 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제 1항에 있어서, 상기 경고부는 경고음 출력부, 부하량 표시부 및 진동발생부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치.
제어부가 졸음부하 감지부로부터 졸음부하량을 입력받는 단계;
상기 제어부가 상기 졸음부하량으로부터 운전자가 자는지 판단하는 단계;
상기 제어부가 자는지 판단결과 상기 운전자가 자는 경우 경고신호를 출력하는 단계;
상기 제어부가 자는지 판단결과 상기 운전자가 자지 않는 경우 외부부하 감지부, 청각부하 감지부, 기기조작 부하 감지부로부터 각각 외부부하량, 청각부하량, 기기조작 부하량을 입력받아 상기 졸음부하량과 함께 총 주행방해 부하량을 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 총 주행방해 부하량과 기준 위험부하량을 비교하여 상기 경고신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 총 주행방해 부하량을 산출하는 단계는, 상기 청각부하량과 상기 기기조작 부하량의 합산에 상기 외부부하량을 곱한 후 상기 졸음부하량으로 나누어 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 외부부하량은, 환경부하 감지부로부터 감지된 환경부하량과, 주위차량 부하 감지부로부터 감지된 주위차량 부하량을 합산한 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 14항에 있어서, 상기 환경부하량은, 날씨정보에 따라 운전을 방해하는 요소에 따라 정량화된 가중치를 부여하고, 도로정보에 따라 주의를 요하는 지역에 따라 정량화된 가중치를 부여하여 서로 곱해 산출된 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 14항에 있어서, 상기 주위차량 부하량은, 차량의 좌우 차선과 전후방 거리를 기반으로 영역을 구분하고, 상기 각 영역에서의 차량의 수와 차선변경 유무로 정량화된 가중치를 부여한 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 졸음부하량은, 상기 운전자의 얼굴 영상으로부터 설정시간 동안 눈감은 상태를 측정하여 자는 경우, 조는 경우 및 정상인 경우로 구분하여 정량화된 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 청각부하량은, 운전석의 헤드레스트를 중심으로 주파수 대역별로 측정된 음압과 상기 주파수 대역별 정량적인 가중치를 부여하여 합산한 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.
제 12항에 있어서, 상기 기기조작 부하량은, 설정시간 동안 차량의 기기를 조작한 회수와 조작량에 대해 정량화된 가중치를 부여한 부하량인 것을 특징으로 하는 차량의 주행안정성 감지장치의 제어방법.