KR20170122488A - 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 시트 온도 조절장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 자동차용 시트의 온도조절을 최적화하기 위하여 열화상 카메라에서의 측정된 체온과 주위온도를 시트의 초기온도와 상대 비교함으로써 효율적으로 온도 상승 및 유지를 시키기 위한 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도측정장치 및 그 방법에 관한 것으로, 열화상 카메라 및 온도측정기에서의 측정된 차량 내/외부 온도, 히트 및 쿨링 매트의 온도, 탑승자의 신체 및 안면 온도를 측정하고 차량 내부의 시트 온도조절을 최적화하기 위한 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도측정장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

Description

열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 시트 온도 조절장치 및 그 방법{Temperature Controlling Device and Method for an Occupant Seat of the Vehicle Using Thermo-graphic Camera}

본 발명은 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도조절 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 자동차용 시트의 온도조절을 최적화하기 위하여 열화상 카메라에서의 측정된 체온과 주위온도를 이용하여 효율적으로 온도 상승 및 유지를 시키기 위한 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 시트 온도 조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

차량용 시트는 사용자의 하반신이 안착되는 안착부 및 사용자의 상반신이 접촉되는 등받이를 포함하여 구성되며, 사용자의 하반식 및 상반신이 직접 접촉되는 시트 착좌면의 상태에 따라 사용자는 시트 착좌면에 대하여 느끼는 쾌적도가 크게 달라진다.

일반적으로, 차량용 시트의 내부에는 히트 및 쿨링 매트가 구비되어 시트에 열과 찬공기를 공급할 수 있도록 한다.

차량 주변 온도가 극도로 낮을 경우에 사용자가 차량에 탑승하면 탑승자는 히터 매트를 수동으로 작동시키고 차량 주변 온도가 극도로 높을 경우에 쿨링 매트를 수동으로 작동시키며, 종래 히트 및 쿨링 매트는 탑승자의 조작에 의하여 수동으로 동작되기 때문에 탑승자가 시트 착좌면에 대하여 느끼는 쾌적도를 정확하게 인식할 수 없어 수시로 히트 및 쿨링 매트를 작동시키기 위해 스위치를 조작할 경우 전방 주시 태만 및 조작 행동으로 인하여 안전상 위험을 초래하는 단점이 있다.

또한, 종래 히트 및 쿨링 매트는 차량 주변 온도에 따라 탑승자의 조작에 의해서만 히터 및 쿨링 매트가 동작되므로 사용자의 시트 착좌면에 대한 착좌감이 매우 낮을 수 있고, 어느 정도 시간이 지나면 열선에서는 국부적인 가열에 의해 운전자 또는 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있으며, 통풍에서는 국부적인 쿨러에 의해 운전자 또는 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 문제점이 있다.

이에 운전자 또는 탑승자는 주행 중 히터 및 쿨링 매트의 온/오프를 반복하는 행위를 지속해야 하는 불편함이 있다.

또한, 차량 주변 온도 상태에서 차량 시트의 커버링 역시도 고열 또는 고냉 상태가 되기 때문에 실수로 히터 및 쿨링 매트가 온 되었을 때 이를 인지하지 못하는 경우도 발생할 수 있는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2014-0089013호 (2014.07.14) 한국등록특허 제10-1367620 (2014. 02. 20) 한국등록특허 제10-1612639 (2016. 04. 14)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제의 목적은 열화상 카메라 및 온도측정기에서의 측정된 탑승자의 신체 및 안면 온도, 차량 실내온도, 시트의 온도를 이용하여 차량 내부의 시트 온도조절을 최적화하기 위한 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 시트 온도 조절장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온도조절장치는, 탑승자의 신체 온도 및 차량 내부의 주변 온도를 측정하기 위한 온도측정부, 시트의 온도를 조절하기 위해 시트의 히터 및 쿨링팬을 제어하는 제어부를 포함한다.

그리고 상기 측정된 온도들을 저장하여 축적하는 데이터 베이스를 추가로 포함한다.

상기 온도의 측정은 탑승자가 상기 온도 조절장치를 온 또는 오프 시킴에 따라 수행될 수 있다. 이를 통해 탑승자가 온도 조절장치를 온 또는 오프시키는 시점에서의 각 온도 값들에 대한 데이터를 확보해 놓을 수 있다.

또한, 이와 같은 온도의 측정은 다른 이벤트 발생 시에 수행될 수 있다. 예컨대, 사용자가 히터의 온도를 변경하거나 쿨링팬의 팬속도를 변경하도록 조절하는 경우에 수행될 수 있다.

위와 같은 측정 데이터들이 누적됨에 따라 탑승자가 온도 조절장치를 온시키거나 또는 오프시킬 때의 각 온도 데이터들로부터 탑승자가 언제 온시키는지 또는 오프시키는지를 판단할 수 있다.

한편, 위와 같은 이벤트 이외에도 정기적으로 온도들을 측정하여 저장해 놓을 수 있으며, 그러한 누적된 데이터들의 각 온도치들이 각각 가장 많이 분포되는 온도 영역을 찾아 탑승자에 대한 최적 조건 영역을 추출할 수 있다.

위와 같은 데이터들을 이용하여 제어부는 자동으로 온도 조절장치를 온 또는 오프 시키도록 제어할 수 있다. 즉, 온도들을 측정하고 그 측정된 데이터들을 저장된 데이터 베이스 온도들과 비교하여 자동으로 온 또는 오프시키게 된다. 예컨대, 현재 측정 온도가 데이터 베이스에 저장된 온도 데이터들로서 온으로 스위칭될 때의 각 온도 데이터들의 설정 범위 내에 있는 것으로 확인되는 경우 온조 조절 장치를 자동으로 온시킬 수 있다.

상기 온도측정부는 탑승자의 안면 온도를 측정하는 안면온도측정부와 차량 내부의 분위기 온도를 측정하는 실내온도측정부와 차량 내 핸들에 설치되어 그에 접촉하는 탑승자의 손의 온도를 측정하는 핸들온도측정부와 차량 내 시트의 온도를 측정하는 시트온도측정부를 포함하여 구성되고, 상기 안면온도측정부는 열화상 카메라로 구성되되, 차량의 내외부에 설치될 수 있고, 탑승자의 안면과 마주볼 수 있는 위치에 배치되어 실시간으로 탑승자 안면 온도를 촬영 및 측정할 수 있다.

또한, 상기 실내온도측정부, 핸들온도측정부, 시트온도측정부는 온도를 측정하는 온도계, 온도센서 및 온도측정기와 같은 온도측정데이터를 수치화할 수 있는 장치로 구성된다.

한편, 최적의 시트 온도 조건을 달성하기 위해, 데이터 베이스에 저장된 온도 데이터들로부터 최적의 온도 조건을 추출하여 그에 도달하도록 히터 또는 쿨링팬을 작동시킬 수 있다. 예시적으로, 최적의 온도 조건은 데이터 베이스에 저장된 온도 데이터들로부터 가장 많이 산포되는 온도 영역을 각 온도 데이터별로 산출하고, 그 영역에 대한 중간 값을 이용하여 얻을 수 있다. 또한, 보다 단순화된 시스템에서는 최적의 온도 데이터로서 시트 온도 데이터만을 이용할 수도 있다. 즉, 시트 온도에 대한 최적 데어터를 데이터 베이스로부터 전술한 방법으로 산출하고, 그러한 최적의 시트 온도에 달성되도록 히터 및 쿨링팬을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 의한 차량용 시트 온도 조절방법은, 이벤트가 발생함에 따라 또는 정기적으로 탑승자의 신체 온도 및 차량 내부의 주변 온도를 측정하는 온도 측정단계와; 상기 측정된 온도 데이터들을 저장하여 축적하는 온도 측정 데이터 저장단계와; 상기 온도 측정 데이터 저장단계에서 저장된 온도 측정 데이터로부터 차량용 시트 온도 조절장치가 온으로 되는 때의 온도 데이터들을 추출하거나 또는 최적의 온도 데이터들을 추출하고, 상기 실시간 측정된 온도 데이터들을 상기 추출된 데이터와 비교하여 시트의 히터 또는 쿨링팬을 자동으로 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명은 열화상 카메라 및 온도측정기에서의 측정된 차량 내/외부 온도, 시트의 온도, 탑승자의 신체 및 안면 온도를 측정하고 차량 내부의 시트 온도조절을 최적화가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도측정장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도조절 방법의 알고리즘을 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 온도 조절장치의 구성을 도시한 도면이고 도 2는 본 발명에 따른 온도조절 방법의 알고리즘을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 온도조절 장치는 탑승자(B)의 안면, 차량(A)의 내부, 탑승자(B)의 손 및 시트(300)의 온도 측정이 가능한 온도측정부(100), 시트(300)의 히터 또는 쿨링팬의 작동을 제어하여 시트의 온도를 조절 및 제어하는 제어부(200), 제어부(200)를 통해 온도가 제어되는 시트(300), 탑승자(B)의 손으로 파지가 가능한 핸들(400), 온도측정부(100)에서 측정되는 실시간 온도 측정 데이터들을 저장하는 데이터베이스(500), 데이터베이스(500)에 저장된 온도 측정 데이터들을 분석하는 데이터분석부(600)를 포함한다.

또한, 데이터분석부(600)에서 분석된 데이터를 출력하는 디스플레이부(700)를 포함할 수 있다.

온도측정부(100)는 온도 측정이 가능한 안면온도측정부(110), 실내온도측정부(120), 핸들온도측정부(130) 및 시트온도측정부(140)를 포함하여 구성된다.

안면온도측정부(110)는 차량(A) 내 시트(300)에 탑승자(B)가 착좌하고 시트(300)의 온도변화에 따라 탑승자(B)의 안면 온도가 측정되도록 형성하고, 측정된 안면 온도 측정 데이터는 데이터베이스(500)에 저장될 수 있도록 형성한다.

또한, 차량의 내외부에 설치되는 것이 가능하고 탑승자(B)의 안면과 마주볼 수 있는 위치에 배치됨으로써 실시간으로 탑승자(B) 안면 온도를 촬영 및 측정할 수 있도록 구성되는 것이며, 안면온도측정부(110)는 열화상 카메라로 구성되는 것이 바람직하다.

열화상 카메라는 온도 차이에 따라 색상을 다르게 표시하는 것으로, 사용자가 시각적으로 관찰할 수 있는 카메라를 의미하고, 온도 차이에 따른 색상 및 온도측정 데이터를 수치화하여 데이터 정보를 데이터베이스(500)에 저장한다.

실내온도측정부(120)는 차량(A) 내에 설치되어 실시간 차량 내부의 실내 온도를 측정하도록 형성되고, 측정된 차량 내부 온도 데이터 정보는 데이터베이스(500)에 저장된다.

핸들온도측정부(130)는 차량(A) 내 핸들(400)에 설치되어 탑승자(B)의 손이 접촉됨에 따라 그 온도를 측정하도록 형성하고, 측정된 손 온도 측정 데이터는 데이터베이스(500)에 저장된다.

시트온도측정부(140)는 차량(A) 내 시트(300)에 설치되어 시트(300)의 온도를 측정하며, 마찬가지로 측정 데이터는 데이터베이스(500)에 저장된다.

또한, 차량 내 시트(300)는 히터 및 쿨링팬을 포함한다.

여기서, 실내온도측정부(120), 핸들온도측정부(130), 시트온도측정부(140)는 온도를 측정하는 온도계, 온도센서 및 온도측정기와 같은 온도측정데이터를 수치화할 수 있는 장치로 구성될 수 있다.

제어부(200)은 탑승자로부터 온도 조절장치의 온/오프를 입력받거나 또는 시트의 히터 또는 쿨링팬에 대한 설정치를 입력받을 수 있는 입력부를 포함한다. 또한, 제어부(200)는 히터 또는 쿨링팬을 제어하여 시트의 온도를 조절한다.

온도측정부(100)에서 측정되는 실시간 온도 측정 데이터들은 데이터베이스(500)에 저장되고, 저장된 온도 측정 데이터는 데이터분석부(600)로 전송되어 분석하도록 형성된다.

데이터베이스(500)에는 측정된 데이터들이 계속적으로 누적되어 저장되며, 그와 같이 누적된 데이터들로부터 데이터분석부(600)는 최적의 온도 조건을 추출할 수 있다. 예컨대, 온도 조절장치가 온으로 스위칭 될 때마다 온도측정부(100)는 온도를 측정하여 데이터베이스(500)에 저장하여 놓고, 데이터분석부(600)는 그와 같은 축적된 데이터들로부터 온도 조절장치가 온으로 스위칭 되는 최적의 온도 데이터들을 추출할 수 있다. 이를 위해, 예시적으로, 데이터분석부(600)는 온 시에 측정되어 저장된 각 온도 데이터들의 중간값 또는 평균값을 구하여 상기 최적의 온도 데이터를 추출할 수 있다. 그래서, 현재 측정되는 온도들이 상기 추출된 온도 데이터와 일치하거나 설정된 범위 내에 있는 경우, 온도 조절장치를 자동으로 온시키도록 제어부는 작동될 수 있다.

또한, 데이터분석부(600)는 각 온도 데이터들에 대하여 가장 많이 산포하는 온도 영역을 추출할 수 있으며, 이를 해당 온도 데이터에 대한 최적의 온도 조건으로 추출할 수도 있다. 예컨대, 시트의 온도 데이터들 중 90% 이상이 포함되는 온도 영역이 산출되고 해당 온도 영역의 중간 값 또는 평균값을 시트 온도에 대한 최적 데이터로 결정할 수 있으며, 제어부는 시트 온도에 대한 목표 온도를 그 최적 데이터 온도로 설정하여 히터 및 쿨링팬의 작동을 제어할 수 있다.

또한, 데이터분석부(600)를 통해 분석된 데이터들은 디스플레이부(700)를 통해 시각적으로 출력되어 탑승자가 확인할 수 있도록 형성한다.

이하 도 2를 참조하여 열화상 카메라를 이용한 자동차 탑승자용 온도측정장치를 통한 온도 측정 방법을 상세하게 설명한다.

한편, 도 2를 통해 열화상 카메라를 이용한 온도 측정 방법을 설명한다. 도시된 바와 같이, 시트 온도 설정단계(S10), 차량 온도 측정단계(S20), 온도 만족 여부 판단단계(S30), 온도 측정 데이터 저장단계(S40), 온도 측정 데이터 분석단계(S50)로 구성된다.

차량(A) 내 시트(300)에 탑승자(B)가 착좌하고 온도조절장치를 온으로 스위칭하면 온도측정부(100)를 구동한다.

이때, 탑승자(B)는 시트(300)의 온도를 원하는 온도로 맞추기 위해 제어부(200)의 입력수단을 통해 원하는 온도를 설정하는 시트온도 설정단계(S10)를 수행할 수 있다.

온도 조절장치가 온으로 스위칭 되면, 또는 상기 시트온도 설정단계(S10)에서 시트(300)의 온도가 설정되면, 시트온도와 탑승자의 안면온도, 핸들을 잡은 탑승자의 손 온도, 차량내부 실내온도가 온도측정부(100)를 통해 측정되는 차량 온도 측정단계(S20)가 수행된다.

그리고 그와 같이 측정된 데이터들은 데이터베이스(500)에 지속적으로 저장된다. 온도 조절장치가 온으로 스위칭되는 이벤트 발생 이외에도 정기적으로 온도가 측정되어 상기 데이터베이스(500)에 저장될 수 있다.

상기 차량 온도 측정단계(S20)에서 측정되는 온도측정데이터에 따른 탑승자의 온도에 대한 만족 여부를 판단하는 온도 만족 여부 판단단계(S30)가 수행된다. 예컨대, 탑승자가 차량 시트의 온도를 다시 설정하는 경우에는 불만족있는 것으로 판단할 수 있으며, 설정 시간 이상 동안 시트 온도의 설정을 그대로 유지시키는 경우에는 만족한 것으로 판단할 수 있다. 만족한 것으로 판단된 경우의 온도 데이터들은 만족한 데이터들로서 데이터베이스(500)에 저장하며, 그러한 만족된 온도 데이터들을 이용하여 탑승자에 대한 최적 온도 조건으로 설정할 수 있다.

이때, 탑승자가 시트온도, 핸들온도 및 차량내부온도에 대해 만족하지 않고 시트 온도 설정단계(S10)를 통해 온도를 재설정하면, 시트온도와 탑승자의 안면온도, 탑승자 손 온도, 차량내부 실내온도를 다시 측정하고, 만족 시에 이를 저장한다.(S40)

상기 온도 측정 데이터 저장단계(S40)에 따라 저장된 온도 측정 데이터는 온도 측정 데이터 분석단계(S50)를 통해 데이터를 분석하고 디스플레이부(700)를 통해 출력될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 차량 온도 측정단계(S20)는 온도 만족 여부 판단단계(S30)를 거치지 않고 온도 측정 데이터 저장단계(S40)로 이동하여 온도측정부(100)에서 측정되는 시트온도, 탑승자의 안면온도, 손 온도 및 차량내부 실내온도에 대한 온도 측정 데이터를 저장하고 이를 온도 측정 데이터 분석단계(S50)를 통해 데이터를 분석하고 디스플레이부(700)를 통해 출력될 수 있도록 구성될 수도 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 그러므로 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

A : 차량 B : 탑승자
100 : 온도측정부 110 : 안면온도측정부
120 : 실내온도측정부 130 : 핸들온도측정부
140 : 시트온도측정부 200 : 제어부
300 : 시트 400 : 핸들
500 : 데이터베이스 600 : 데이터분석부
700 : 디스플레이부

Claims (7)

1. 이벤트가 발생함에 따라 또는 정기적으로 탑승자의 신체 온도 및 차량 내부의 주변 온도를 측정하는 온도측정부와;
   탑승자가 탑승하여 앉으며, 히터와 쿨링팬이 설치된 시트와;
   상기 온도측정부로부터 측정된 데이터를 저장하는 데이터베이스와;
   상기 데이터베이스의 축적된 데이터들에 따라 상기 시트의 온도를 조절하기 위해 상기 히터 및 쿨링팬의 작동을 제어하는 제어부를
   포함하여 구성되는 차량용 시트 온도 조절장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이벤트는 상기 온도 조절장치 또는 상기 히터나 쿨링팬이 온으로 되는 경우를 포함하며, 상기 제어부는 상기 데이터베이스로부터 상기 온 시점에 대한 온도 데이터들을 추출하여, 상기 추출된 데이터들에 따라 상기 히터 및 쿨링팬의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 온도 조절장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 온도측정부는
   탑승자의 안면 온도를 측정하는 안면온도측정부와;
   차량 내부의 분위기 온도를 측정하는 실내온도측정부와;
   차량 내 핸들에 설치되어 탑승자의 손의 온도를 측정하는 핸들온도측정부와;
   차량 내 시트의 온도를 측정하는 시트온도측정부를
   포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 온도 조절장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 안면온도측정부는 열화상 카메라로 구성되되,
   차량의 내부 또는 외부에 설치되어 탑승자의 안면과 마주볼 수 있는 위치에 배치되어 실시간으로 탑승자 안면 온도를 촬영 및 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 온도 조절장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 실내온도측정부, 핸들온도측정부, 시트온도측정부는 온도를 측정하는 온도계, 온도센서 및 온도측정기 중 적어도 하나를 포함하여 구성되고,
   상기 제어부는 상기 탑승자로부터 시트온도에 대한 설정치를 입력받기 위한 입력 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 온도 조절장치.
6. 이벤트가 발생함에 따라 또는 정기적으로 탑승자의 신체 온도 및 차량 내부의 주변 온도를 측정하는 온도 측정단계와;
   상기 측정된 온도 데이터들을 저장하여 축적하는 온도 측정 데이터 저장단계와;
   상기 온도 측정 데이터 저장단계에서 저장된 온도 측정 데이터로부터 차량용 시트 온도 조절장치가 온으로 되는 때의 온도 데이터들을 추출하거나 또는 최적의 온도 데이터들을 추출하고, 상기 실시간 측정된 온도 데이터들을 상기 추출된 데이터와 비교하여 시트의 히터 또는 쿨링팬을 자동으로 제어하는 단계를
   포함하는 차량용 시트 온도 조절방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 온도 측정단계에서는, 탑승자의 안면 온도, 상기 차량의 실내 분위기 온도, 상기 탑승자의 손의 온도, 상기 시트의 온도 등을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 온도 조절방법.

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