KR20170030255A - 운전 상태 감지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량에 전방카메라가 구비되지 않고, 조향각, 차속 또는 횡가속도를 포함하는 차량 데이터를 이용하여 차량의 이동 정도를 계산하되, 차량의 이동 정도에 따라 일정시간 동안 운전 조작이 없는 경우에 운전자에게 경보하는 운전 상태 감지 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치는 차량 데이터를 측정하는 센서부, 상기 차량 데이터를 이용하여 차량의 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하는 판단부 및 상기 운전 조작 행위에서 상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하여 경보음을 통해 상기 운전자에게 알리는 경보부를 포함한다.

Description

운전 상태 감지 장치 및 방법{Apparatus and Method for detecting driving state}

본 발명은 운전 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 데이터를 이용하여 운전자의 운전 상태를 감지하는 기술에 관한 것이다.

교통사고의 원인은 운전자의 부주의나 도로 환경에 의한 돌발적인 위험 상황의 발생 등 여러 가지 요인이 관련되어 있을 수 있으나, 이 가운데 과속 또는 졸음 운전에 의한 사고의 비중은 해마다 늘어나는 추세에 있으며, 대부분 인명사고로 이어지는 대형사고를 야기하게 되므로 심각한 사회문제로 부각되고 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 노력으로 주요 자동차 제조업체들은 차량의 안전 운행을 보조할 다양한 신규 시스템을 지속적으로 개발하여 차량에 적용하고 있다.

한편, 종래의 졸음 운전 판정기술은 주로 카메라를 기반으로 운전자의 상태를 감지하거나 센서 등을 통해 운전자의 맥박 수를 모니터링 함으로써 졸음 운전 여부를 판정하도록 된 것이 대부분이다.

즉, 전자의 경우, 차량 내부에 설치된 실내 카메라를 통해 운전자의 얼굴을 촬영하여 운전자의 눈꺼풀 개폐 정도, 깜빡임, 눈동자의 움직임 등을 파악하고 이를 근거로 졸음 운전 여부를 판정한다.

후자의 경우, 졸음 상태에서는 운전자의 맥박 수가 줄어들게 되는 현상을 근거로 판정한다.

상술한 종래 기술의 경우, 운전자의 맥박 수를 검출하기 위한 센서와 분석 알고리즘 또는 눈동자 움직임을 촬영할 카메라와 영상을 처리할 H/W 및 분석할 S/W 등, 복잡한 추가적인 구성이 반드시 필요할 뿐만 아니라, 이러한 구성을 모두 갖추고도 단지 졸음 운전에 의한 비정상 운행만을 감지해낼 수 있는 것이어서, 시스템을 구현하는데 소요되는 비용에 비하여 얻을 수 있는 효과가 적은 경제적 비효율의 문제가 있다.

[특허문헌]미국공개특허 제8593288호.

본 발명은 차량에 전방카메라가 구비되지 않고, 조향각, 차속 또는 횡가속도를 포함하는 차량 데이터를 이용하여 차량의 이동 정도를 계산하되, 차량의 이동 정도에 따라 일정시간 동안 운전 조작이 없는 경우에 운전자에게 경보하는 운전 상태 감지 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치는 차량 데이터를 측정하는 센서부, 상기 차량 데이터를 이용하여 차량의 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하는 판단부 및 상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하여 경보음을 통해 상기 운전자에게 알리는 경보부를 포함한다.

또한, 상기 판단부는 상기 차량 데이터를 이용하여 곡선로 또는 직선로의 주행 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 판단부는 차량 데이터 중 조향각을 이용하여 차량의 횡변위를 계산할 수 있다.

또한, 상기 경보부는 경보음을 통해 운전자에게 알리고, 운전자에게 휴식을 권유하거나 외부와의 통화를 유도할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 방법은 차량의 차량 데이터를 측정하는 단계, 상기 차량이 곡선로를 주행하고 있는지 여부를 판단하는 단계, 상기 차량이 직선로를 주행하고 있다고 판단하면, 측정된 차량 데이터 중 조향각을 확인하여 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있는지를 판단하는 단계, 상기 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있으면, 차량의 횡변위를 계산하는 단계 및 상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 운전자의 부주의 운전 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 큰 경우에는 운전자에게 경보음을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 작은 경우에는 운전자가 정상 운전을 하고 있다고 판단하고, 운전자의 운전 판단기준을 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 운전자의 운전 판단기준은 차량의 조향각 뿐만 아니라 감가속 페달 신호 또는 턴 시그널 신호를 이용할 수 있다.

또한, 상기 차량이 곡선로를 주행하고 있거나 상기 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있지 않으면, 운전 상태 감지 장치는 차량 데이터를 측정하는 단계를 재실시할 수 있다.

본 기술은 조향각, 차속 또는 횡가속도를 포함하는 차량 데이터를 이용하여 차량의 횡방향으로의 이동 정도를 계산하되, 차량이 횡방향으로 크게 이동하였으나, 운전자가 운전 조작이 없는 경우에 운전자에게 경보하는 기술이다.

아울러, 본 기술은 전방카메라가 없는 차량에서도 운전자의 부주의 운전을 검출할 수 있는 기술이다.

아울러, 본 기술은 차량의 횡방향으로의 이동 정도를 개인 프로파일화하여 운전 판단 기준을 설정할 수 있는 기술이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치를 설명하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치의 운전 상태 감지 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 방법에서 차량의 횡변위를 계산하는 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치를 설명하는 구성도이다.

도 1을 참조하면, 운전 상태 감지 장치(100)는 센서부(110), 판단부(120) 및 경보부(130)를 포함할 수 있다.

센서부는(110) 차량 내 구비된 조향각 센서, 차속 센서, 횡가속도 센서, 감가속 페달 또는 턴 시그널 신호 센서 등을 포함하여 차량 데이터를 측정한다.

판단부(120)는 운전자가 일정 시간 동안 운전 조작 행위를 수행하고 있는지 여부를 판단한다.

아울러, 판단부(120)는 센서부(110)로부터 수신된 차량 데이터를 이용하여 차량이 곡선로를 주행하는지 또는 직선로를 주행하고 있는지 여부를 판단할 수 있으며, 센서부(110)로부터 수신된 데이터 중 차량의 조향각을 확인하여 차량의 횡변위를 계산할 수 있다.

또한, 판단부(120)는 구체적으로 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준(개인 운전 프로파일)를 비교하여 부주의 운전 여부를 판단할 수 있고, 이러한 개개인의 운전 판단 기준을 업데이트 할 수 있다.

경보부(130)는 운전자가 피로, 졸음 등에 부주의한 운전이라고 판단되면 경보음을 통해 운전자에게 알리고, 부주의한 운전에 대한 후속 조치로써, 운전자에게 휴식을 권유하거나 외부와의 통화를 유도할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운전 상태 감지 장치의 운전 상태 감지 방법을 설명하는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 운전 상태 감지 장치의 센서부는 차량 데이터를 측정한다(S10).

다음으로, 운전 상태 감지 장치의 판단부는 차량이 곡선로를 주행하고 있는지 여부를 판단한다(S20).

다음에는, 운전 상태 감지 장치의 판단부가 차량이 직선로를 주행하고 있다고 판단하면, 센서부로부터 센싱된 차량 신호 중 조향각을 확인하여 조향각이 설정된 범위(일정 범위)를 유지하고 있는지를 판단한다(S30).

다음으로, 운전 상태 감지 장치의 판단부는 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있으면, 차량의 횡변위를 계산한다(S40).

여기서, 차량의 횡변위를 계산하는 구체적인 방법은 하기와 같다(도 3).

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

[수학식 4]

여기서, r은 회전반경이고, v는 차속이며, θ는 헤딩각이고, l은 이동거리이며, d는 횡변위를 나타내고, α는 A와 C 사이의 거리를 나타낸다.

횡변위(d)는 수학식 (1), (2), (3) 및 (4)를 이용하여 계산될 수 있으며, 계산된 횡변위(d)는 하기와 같다.

[수학식 5]

수학식 (5)에서, θinit는 초기 헤딩각이며, a는 조향각이고, n은 조향비를 나타낸다.

다음에는, 운전 상태 감지 장치의 판단부는 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준(개인 운전 프로파일)을 비교하여 부주의 운전 여부를 판단한다(S50).

이러한 운전자의 운전 판단기준은 운전자 개인마다 주행하고 있는 차선 내에서 이동하는 평균 거리 또는 치우친 정도를 나타내며, 운전자마다 이러한 횡변위 허용 범위가 차이가 있다. 아울러, 운전자의 운전 판단기준은 차량의 조향각 뿐만 아니라 감가속 페달 신호 또는 턴 시그널 신호를 이용할 수도 있다.

다음으로, 운전 상태 감지 장치의 판단부가 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준(개인 운전 프로파일)을 비교하되, 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 큰 경우에는 운전 상태 감지 장치의 경보부에서 운전자에게 경보음을 제공한다(S60).

그러나, 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 작은 경우에는 운전 상태 감지 장치는 운전자가 정상 운전을 하고 있다고 판단하고, 운전자의 운전 판단기준을 업데이트한다(S70).

전술한 바와 같이, 본 기술은 조향각, 차속 또는 횡가속도를 포함하는 차량 데이터를 이용하여 차량의 횡방향으로의 이동 정도를 계산하되, 차량이 횡방향으로 크게 이동하였으나, 운전자가 운전 조작이 없는 경우에 운전자에게 경보하는 기술이다.

아울러, 본 기술은 전방카메라가 없는 차량에서도 운전자의 부주의 운전을 검출할 수 있는 기술이다.

아울러, 본 기술은 차량의 횡방향으로의 이동 정도를 개인 프로파일화하여 운전 판단 기준을 설정할 수 있는 기술이다.

이상, 본 발명은 비록 한정된 구성과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 차량 데이터를 측정하는 센서부;
   상기 차량 데이터를 이용하여 차량의 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하는 판단부; 및
   상기 운전자의 부주의한 운전 여부를 판단하여 경보음을 통해 상기 운전자에게 알리는 경보부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 판단부는 상기 차량 데이터를 이용하여 곡선로 또는 직선로의 주행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 판단부는 차량 데이터 중 조향각을 이용하여 차량의 횡변위를 계산하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 경보부는 경보음을 통해 운전자에게 알리고, 운전자에게 휴식을 권유하거나 외부와의 통화를 유도하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 장치.
5. 차량의 차량 데이터를 측정하는 단계;
   상기 차량이 곡선로를 주행하고 있는지 여부를 판단하는 단계;
   상기 차량이 직선로를 주행하고 있다고 판단하면, 측정된 차량 데이터 중 조향각을 확인하여 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있는지를 판단하는 단계;
   상기 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있으면, 차량의 횡변위를 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 운전자의 부주의 운전 여부를 판단하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 큰 경우에는 운전자에게 경보음을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 계산된 횡변위와 운전자의 운전 판단기준을 비교하여 계산된 횡변위가 운전자의 운전 판단기준보다 작은 경우에는 운전자가 정상 운전을 하고 있다고 판단하고, 운전자의 운전 판단기준을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 방법.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 운전자의 운전 판단기준은 차량의 조향각 뿐만 아니라 감가속 페달 신호 또는 턴 시그널 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 방법.
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 차량이 곡선로를 주행하고 있거나 상기 조향각이 설정된 범위를 유지하고 있지 않으면, 운전 상태 감지 장치는 상기 차량 데이터를 측정하는 단계를 재실시하는 것을 특징으로 하는 운전 상태 감지 방법.

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