KR20180082068A - 차량용 제스처 인식 장치 - Google Patents

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치는 차량 내에 위치한 암레스트; 및 차량 전원을 인가 받아 전기장을 생성하는 송신 전극과, 상기 송신 전극에서 생성된 전기장을 수신하는 수신 전극이 설치되며, 상기 전기장의 왜곡을 감지하여 제스처를 인식하는 제스처 인식부를 포함하되, 상기 제스처 인식부는, 제스처 인식이 가능한 제1 위치와 제스처 인식이 불가능한 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 암레스트에 장착되며, 변속을 위한 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지한다.

Description

차량용 제스처 인식 장치{The Apparatus For Recognizing Gesture For Vehicle}

본 발명은 차량용 제스처 인식 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제스처 인식부가 포함되어 사용자가 편한 자세로 제스처를 취할 수 있으며, 나아가 사용자가 필요한 경우에만 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록 운동하므로, 제스처의 오인식을 감소시킬 수 있는 콘솔 박스에 관한 것이다.

일반적으로 운전자는 차량 내 각종 기능들을 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 음악을 재생시키거나 볼륨을 조절하거나 열선 시트를 켜는 등의 동작이 있을 수 있다. 이러한 많은 기능들을 동작시키기 위해 차량의 도어 측 또는 센터페시아 측에 많은 버튼 또는 스위치가 구비된다. 그러나, 운전자가 주행 중일 때는 차량의 도어 측 또는 센터페시아 측으로 시선과 손을 이동시켜 버튼 또는 스위치를 조작하여야 한다. 이러한 경우, 운전자의 주의가 분산되어 운전에 집중을 할 수가 없게 된다.

이를 해결하기 위해 차량의 스티어링 핸들에 다양한 버튼 또는 스위치가 구비되기도 한다. 그러나, 차량의 스티어링 핸들에 구비되는 버튼 또는 스위치의 개수가 제한적이므로, 차량의 다양한 기능들을 동작시키는 데에 한계가 있다.

따라서, 최근에는 차량에도 제스처 인식 시스템이 장착되고 있다. 제스처 인식, 특히 공간 제스처를 인식하는 시스템을 통해 사용자는 3차원 공간 내에서 다양한 공간 제스처를 취함으로써, 그에 대응되는 차량 내의 기능들을 용이하게 동작시킬 수 있다.

그러나 종래의 차량에 장착되는 제스처 인식 시스템은 센터페시아 근처 또는 시프트 레버 근처에 위치한다. 그런데, 제스처 인식부의 시동 여부와 무관하게, 제스처를 인식할 수 있는 제스처 인식부의 전기장 생성면이 처음부터 상방을 향하도록 형성된다. 사용자는 특정 행동을 취하더라도, 제스처가 아닌 다른 목적을 위해 행동을 취할 수도 있다. 예를 들어, 조수석에 물건을 놓거나, 센터페시아를 조작하기 위해 사용자의 손이 상기 전기장 생성면의 상방을 통과할 수 있다. 사용자가 이러한 행동을 취한 경우에도 제스처 인식부가 이를 제스처로 인식하게 되면, 사용자의 의도와 달리 차량 내 각종 기능들이 동작하게 된다.

따라서, 이러한 오인식을 방지하기 위해, 별도의 시동 버튼을 마련하는 등 제스처 인식 시스템을 온(ON)/오프(OFF)할 수 있도록 하였다. 그런데, 외관상으로는 제스처 인식 시스템이 온(ON) 또는 오프(OFF)가 되어 있는지 알 수가 없다. 따라서 사용자가 제스처 인식 시스템을 시동시켜 온(ON)이 된 상태에서 실수로 제스처가 아닌 다른 목적을 위해 행동을 취한다면, 이러한 경우 또한 사용자의 의도와 달리 차량 내 각종 기능들이 동작하게 되는 문제가 있다.

한국공개공보 제2012-0123487호 한국공개공보 제2016-0021425호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 제스처 인식부가 암레스트에 설치되어 사용자가 편한 자세로 제스처를 취할 수 있는 차량용 제스처 인식 장치를 제공하는 것이다.

또한, 사용자가 필요한 경우에만 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록 운동하여, 제스처의 오인식을 감소시킬 수 있는 차량용 제스처 인식 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치는 차량 내에 위치한 암레스트; 및 차량 전원을 인가 받아 전기장을 생성하는 송신 전극과, 상기 송신 전극에서 생성된 전기장을 수신하는 수신 전극이 설치되며, 상기 전기장의 왜곡을 감지하여 제스처를 인식하는 제스처 인식부를 포함하되, 상기 제스처 인식부는, 제스처 인식이 가능한 제1 위치와 제스처 인식이 불가능한 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 암레스트에 장착되며, 변속을 위한 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지한다.

또한, 상기 암레스트는, 콘솔 박스가 형성되어 내부에 물품을 수납할 수 있는 바디부; 및 상기 바디부의 상면을 개폐하고, 사용자의 팔이 안착될 수 있는 커버부를 포함한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 상기 바디부의 전면 외벽에 설치된다.

또한, 상기 커버부는, 상기 차량의 폭방향으로 형성된 회동축을 중심으로 회동한다.

또한, 상기 커버부는, 복수로 형성되고, 상기 차량의 길이 방향으로 형성된 회동축을 중심으로 각각 회동한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 일측 모서리와 평행한 방향으로 형성된 회동축을 포함한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 상기 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩되어, 상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하는 경우, 제스처 인식 가능 상태가 되고, 상기 회동축을 중심으로 회동하며 폴딩되는 경우, 제스처 인식 불가능 상태가 된다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 차량의 측방을 향하도록 제1 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩되고, 상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록, 제2 회동축을 중심으로 회동한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 슬라이딩 운동하며 상기 암레스트의 외부로 인출되는 경우, 제스처 인식 가능 상태가 되고, 슬라이딩 운동하며 상기 암레스트의 내부로 인입되는 경우, 제스처 인식 불가능 상태가 된다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 일측 모서리와 평행한 방향으로 형성된 회동축을 포함한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 상기 암레스트에 상기 차량의 높이 방향으로 설치되고, 슬라이딩 운동하며 인출되는 경우, 상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록, 상기 회동축을 중심으로 회동한다.

또한, 상기 제스처 인식부는, 상기 제스처 인식이 가능한 제1 위치로 이동하면, 상기 셀렉터와 특정 거리가 이격된다.

또한, 상기 제스처에 대한 제스처 설정 정보; 및 상기 제스처 설정 정보와 매칭되는 차량 내 기능에 대한 매칭 정보를 저장하는 저장부를 더 포함한다.

또한, 상기 제스처 인식부가 상기 제스처 패턴을 수신하면, 상기 수신된 제스처 패턴에 의해 생성되는 신호를 통해, 상기 제스처를 분석하는 제스처 분석부를 더 포함한다.

또한, 상기 분석된 제스처의 패턴과 상기 저장부에 저장된 상기 제스처 설정 정보를 비교하여 사용자의 명령을 파악하고, 상기 명령에 대응되는 기능을 수행하도록 타 장치들을 제어하는 기능 동작부를 더 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

제스처 인식 장치가 콘솔 박스에 장착되므로, 사용자가 차량 운전 도중에 콘솔 박스 상면에 마련된 암레스트(Arm Rest)에 팔을 걸친 상태에서 곧바로 제스처 인식 장치에 제스처를 취할 수 있으므로, 팔의 이동량이 적고, 사용자가 편한 자세로 제스처 신호를 입력할 수 있다.

또한, 사용자가 필요한 경우에만 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록 운동하므로, 사용자가 제스처가 아닌 다른 목적을 위해 행동을 취하더라도 제스처로 인식하지 않아 제스처의 오인식 발생률을 감소시킬 수 있다.

또한, 사용자가 제스처 인식 장치를 사용하지 않을 때에는, 제스처 인식 장치가 콘솔 박스의 외부 공간을 크게 차지하지 않으므로 차량의 내부 공간 활용도가 증대될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 상방에 전기장이 방출되는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 6은 도 5에서 방출된 전기장에 사용자의 손(2)이 인입되는 모습을 나타낸 측면도이다.
도 7은 도 5에서 제스처 인식부(11)의 수신 전극(111)이 전기장을 수신하면 발생시키는 신호의 주파수를 나타낸 도면이다.
도 8는 도 6에서 제스처 인식부(11)의 수신 전극(111)이 전기장을 수신하면 발생시키는 신호의 주파수를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 전극(111)에 수직인 방향으로 사용자의 손(2)이 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에서 수신 전극(111)이 수신한 손의 움직임에 따른 신호 편차 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 전극(111)에 평행한 방향으로 오브젝트가 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 11에서 수신 전극(111)이 수신한 손의 움직임에 따른 감도 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 유닛(ECU, 13)의 자세한 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 폴딩된 모습을 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14에서 제스처 인식부(11)가 언폴딩되어 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 상방을 향하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15에서 제스처 인식부(11)의 각도가 조절되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 17은 도 15에서 제스처 인식부(11)의 높이가 조절되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 폴딩된 모습을 나타낸 도면이다.
도 19는 도 18에서 제스처 인식부(11)가 언폴딩되어 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 노출되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 횡방향으로 인입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 종방향으로 인입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 22는 도 19에서 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)의 외부로 인출되는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)는 제스처 인식부(11)를 포함한다. 그리고 이러한 제스처 인식부(11)는 단순히 온(ON)/오프(OFF)되는 것에 그치지 않고, 사용자가 제스처 인식부(11)를 시동시킨 경우 암레스트(Arm Rest, 12)의 외부로 인출되거나 언폴딩(Unfolding)되어 암레스트(12)의 전방을 향하도록 운동한다. 이로써, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 된다. 그리고 사용자가 제스처 인식부(11)의 작동을 종료시키면, 암레스트(12)에 내부로 인입되거나 폴딩(Folding)된다. 이로써, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 불가능한 상태가 된다. 따라서, 사용자가 제스처 인식부(11)를 사용하지 않을 때에는, 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)의 외부 공간을 크게 차지하지 않으므로 차량의 내부 공간 활용도가 증대될 수 있으며, 제스처 인식부(11)의 오인식 빈도가 감소한다.

또한, 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 장착되므로, 사용자가 제스처 인식부(11)를 사용할 때에는, 사용자가 차량 운전 도중에 암레스트(12) 상부에 형성된 커버부(122)의 상면에 팔을 걸친 상태에서 곧바로 제스처 인식부(11)에 제스처를 취할 수 있다. 따라서, 팔의 이동량이 적고, 사용자가 편한 자세로 제스처 인식부(11)에 제스처 신호를 입력할 수 있다.

여기서 암레스트(12)는 차량의 앞좌석 사이에 형성되는 센터 암레스트일 수도 있으나, 차량의 뒷자석 사이에 형성되는 리어 암레스트일 수도 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 암레스트(12)는 센터 암레스트인 것으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 권리범위를 제한하기 위함이 아니다. 따라서, 통상의 기술자가 본 명세서를 통해 제스처 인식부(11)가 장착된 리어 암레스트를 용이하게 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)의 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 제스처 인식 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제스처 인식부(11), 전자 제어 유닛(ECU, 13)을 포함한다.

제스처 인식부(11)는 사용자가 취하는 제스처를 인식함으로써 사용자로부터 명령을 입력받는다. 제스처에는 사용자가 터치 패널에 손가락 또는 스타일러스 펜 등을 직접 터치하며 제스처를 취하는 터치 제스처(Touch Gesture), 패널에 터치를 하지 않고 3차원 공간 상에서 사용자의 손(2) 등과 같은 오브젝트를 움직이면서 제스처를 취하는 공간 제스처가 있다. 터치 제스처는 패널에 직접 터치를 수행하므로, 공간 제스처보다 인식률이 좋다. 그러나, 차량의 주행 중에는 차량이 많이 흔들릴 수 있으므로, 차량의 내부의 운전자 또는 동반 탑승자들이 터치 패널의 정확한 위치에 터치하기가 상당히 어렵다. 특히, 운전자는 주행 도중에 터치 패널의 정확한 위치에 터치를 하기 위해 터치 패널로 시선을 이동하게 되면, 주의가 분산되어 운전에 집중을 할 수가 없게 된다. 따라서 차량의 내부에 포함되는 제스처 인식부(11)는, 차량이 흔들리더라도 제스처를 취하기 용이하도록 사용자의 편의성을 고려하여, 공간 제스처를 인식하는 것이 바람직하다.

공간 제스처를 인식하는 방법으로는, 크게 카메라를 이용하는 방법과 전기장을 이용하는 방법이 있다. 카메라를 이용하는 방법은 다양한 제스처를 인식할 수 있다는 장점이 있다. 카메라가 손가락을 촬영하여 영상을 획득하면, 영상 분석을 통해 손가락의 마루 및 골 등을 특징점으로 추출한다. 그리고 사용자가 제스처를 취한 손의 특정 모양을 그대로 구현할 수 있다.

그러나, 차량의 주행 중 터널을 지날 때 또는 야간 주행시에는 주변이 어두워져 카메라의 인식률이 급감하는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해, 주변이 어두워진 경우 광을 조사하여 카메라가 사용자의 손(2)을 더욱 밝고 선명하게 촬영하도록 LED 등의 광원을 더 장착하는 기술이 제안되었다. 그러나, 주변이 어두운 상황에서 광을 조사하면, 운전자 또는 동반 탑승자들의 눈이 부셔 불편함을 유발하고, 운전자의 시야 확보에 방해가 되는 문제점이 있다. 나아가, 카메라로 사용자의 손(2)을 촬영한 후 이를 영상 분석을 통해 제스처를 인식해야 하므로 연산이 많아 내부의 전자 제어 유닛(ECU, 13)에 많은 부하가 걸리며, 성능이 좋은 전자 제어 유닛(ECU, 13)을 장착하기 위해서는 가격이 높아지는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는, 전기장을 이용하는 방법을 사용하여 공간 제스처를 인식하는 것이 바람직하다.

전자 제어 유닛(ECU, 13)은 차량에 탑재된 각종 센서의 입력을 수신하고, 차량의 구동을 전체적으로 제어한다. 특히, 제스처 인식부(11)가 제스처 신호를 입력받으면, 상기 제스처 신호에 대응되는 기능을 수행하도록 제어한다. 전자 제어 유닛(ECU, 13)의 기능에 대한 자세한 설명은 후술한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 구성을 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 구성을 나타내는 평면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 송신 전극(112)이 차량의 전원을 인가 받아 전기장을 생성하여 방출한다. 이러한 전기장은 제스처 인식부(11)를 중심으로 특정 공간에 방출되며, 사용자가 상기 전기장 내에 손을 인입하여 제스처를 취하면 전기장이 교란되어 왜곡이 발생한다. 그리고, 수신 전극(111)이 전기장을 수신하면서 전기장의 왜곡을 감지하여 사용자의 손(2)의 위치를 검출한다.

제스처 인식부(11)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수신(Rx) 전극(111) 및 송신(Tx) 전극(112), 비전도성 기판(113)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 송신 전극(112)의 위에 비전도성 기판(113)이 마련된다. 여기서, 비전도성 기판(113)으로는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)일 수 있다. 그리고, 송신 전극(112)은 비전도성 기판(113)의 하면을 커버하도록 형성된다.

비전도성 기판(113)의 상면에는 복수의 수신 전극(111)이 안착된다. 그럼으로써, 송신 전극(112)과 수신 전극(111)간에 전기적인 접촉을 방지하면서, 송신 전극(112)의 위에 수신 전극(111)을 배치할 수 있다. 이 때, 수신 전극(111)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 형성되고, 길이가 긴 바(Bar) 형태를 가지는 구리 스트립(Strip, 띠강)인 것이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 비전도성 기판(113)은 대략 사각형의 형상을 가진다. 그리고, 비전도성 기판(113)의 4개의 모서리의 근방에 4개의 수신 전극(111)들이 각각 배치된다. 이 때, 수신 전극(111)들의 길이 방향과 비전도성 기판(113)의 모서리 방향이 대략 평행이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

4개의 수신 전극(111)들이 배치되면, 상기 수신 전극(111)들이 비전도성 기판(113)의 중심 영역을 포위한다. 상기 중심 영역에는 센터 전극이 형성된다. 센터 전극은 터치 제스처를 입력받을 수 있으며, 그물 구조를 가질 수 있다.

다만 이에 제한되지 않고, 비전도성 기판(113)이 다층 기판인 경우에는, 송신 전극(112)은 비전도성 기판(113)의 하면이 아니라 중간층에 배치될 수 있다. 또한, 송신 전극(112)은 복수로 형성될 수도 있고, 그물 구조를 가질 수도 있다. 나아가, 수신 전극(111)이 하나로 형성되거나, 둥근 원형의 형태를 가질 수도 있다. 즉, 제스처 인식부(11)는 전기장을 생성하여 외부로 방출하고 이를 다시 수신할 수 있다면, 다양한 형태를 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)의 상방에 전기장이 방출되는 모습을 나타낸 측면도이며, 도 6은 도 5에서 방출된 전기장에 사용자의 손(2)이 인입되는 모습을 나타낸 측면도이다.

제스처 인식부(11)의 송신 전극(112)은 대략 10kHz 내지 300kHz의 주파수의 교류 전력에 의해 전기장을 생성하여 방출한다. 전기장은 전하들에 의해 생성되어 도 5에 도시된 바와 같이 특정 공간, 구체적으로 제스처 인식부(11)의 상방에 분포한다. 전하에는 플러스(+)와 마이너스(-)의 극성을 가지는 두 종류의 전하가 있다. 이러한 전하들 사이에는, 극성이 동일한 경우에는 척력, 극성이 상이한 경우에는 인력이 작용하며, 이러한 힘을 전기력이라 한다. 전기장이란 이러한 전기력이 미치는 공간을 말한다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 극성을 띠는 전하들이 전기장 내에서 하나의 가상의 선을 따라 이동하는 것으로 볼 수 있다. 이러한 선을 전기력선이라 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제스처 인식부(11)의 송신 전극(112)에서 전기력선이 출발하여 외부로 퍼져나간다. 그리고 그 중의 일부의 전기력선은 수신 전극(111)으로 들어간다. 이를 통해, 송신 전극(112)이 전기장을 외부로 방출하고, 수신 전극(111)이 전기장을 수신한다는 것을 알 수 있다.

이 때 도 6에 도시된 바와 같이, 전기장 내에 사용자의 손(2) 등과 같은 오브젝트가 인입할 수 있다. 사용자가 상기 전기장 내에 손(2)을 인입하여 제스처를 취하면 전기장이 교란되어 왜곡이 발생한다. 극성을 띤 전하들은 전기장 내에서 전기력선을 따라 이동한다. 그런데, 사용자의 손(2)도 전기가 통하는 물질이므로 사용자의 손(2)이 전기장 내에 인입되면, 사용자의 손(2)이 접지로 션트(Shunt)되어 전하의 이동 경로가 변한다. 즉, 전기력선이 변형되면서 전기장이 왜곡된다. 수신 전극(111)은 이러한 전기장의 왜곡을 감지하여 사용자의 손(2)의 위치를 검출한다. 그리고 사용자가 상기 전기장 내에서 손(2)을 이동시킨다면, 전기장의 왜곡이 발생하는 지점도 함께 이동한다. 수신 전극(111)은 이러한 전기장의 왜곡 발생 지점을 토대로 사용자의 손(2)의 이동 경로를 파악하고, 사용자가 취한 공간 제스처를 인식할 수 있다.

도 7은 도 5에서 제스처 인식부(11)의 수신 전극(111)이 전기장을 수신하면 발생시키는 신호의 주파수를 나타낸 도면이고, 도 8는 도 6에서 제스처 인식부(11)의 수신 전극(111)이 전기장을 수신하면 발생시키는 신호의 주파수를 나타낸 도면이다.

수신 전극(111)이 전기장을 수신하게 되면, 전기장에 의해 수신 전극(111)에서 도 7에 도시된 바와 같이, 주파수를 가진 신호가 발생된다. 전자 제어 유닛(ECU, 13)은 수신 전극(111)으로부터 발생된 주파수 신호를 수신하여, 전기장의 세기를 파악할 수 있다. 만약, 전기장의 왜곡이 전혀 발생하지 않았다면, 수신 전극(111)으로부터 발생된 신호의 주파수는, 송신 전극(112)으로 인가된 신호의 주파수와 동일하다.

그런데, 사용자가 상기 전기장 내에 손을 인입하여 제스처를 취하면 전기장이 교란되어 왜곡이 발생한다. 따라서, 수신 전극(111)이 수신하는 전기장의 세기가 변화하며, 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 수신 전극(111)으로부터 발생된 주파수 신호도 변화한다. 바람직하게는, 전기장의 왜곡이 발생하면 수신 전극(111)으로부터 발생된 신호의 주파수는, 송신 전극(112)으로 인가된 신호의 주파수보다 작다. 그러면 수신 전극(111)들과 각각 연결된 부하가 변하게 되어, 전자 제어 유닛(ECU, 13)은 전기장의 왜곡을 감지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 전극(111)에 수직인 방향으로 사용자의 손(2)이 이동하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에서 수신 전극(111)이 수신한 손의 움직임에 따른 신호 편차 그래프이다.

수신 전극(111)이 수신하는 전기장 세기는 거리의 제곱에 반비례한다. 즉, 다음 수학식 1을 만족한다.

여기서 d는 전기장 내에 인입된 사용자의 손(2)과, 수신 전극(111) 간의 수직 거리이다. 상기 기술한 바와 같이, 사용자의 손(2)이 전기장 내에 인입되면, 전기장이 왜곡된다. 이 때 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자의 손(2)이 수신 전극(111)에 수직인 방향으로 이동하게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 신호 편차는 거리의 제곱에 반비례한다. 여기서 신호 편차란, 전기장 내에 사용자의 손(2)이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우 각각에 대하여, 수신 전극(111)이 전기장을 수신하여 발생시키는 주파수 신호들의 편차이다. 제스처 인식부(11)가 사용자의 손(2)의 위치를 정확하게 검출하기 위해, 상기 거리가 너무 멀지 않은 것이 바람직하다. 상기 거리가 너무 멀어지면, 도 10에 도시된 바와 같이 거리에 따른 신호 편차의 크기 변화가 작아진다. 즉, 상기 신호 편차를 통해 사용자의 손(2)의 위치를 검출할 때, 오차가 커지고 인식률이 저하될 수 있다. 따라서 사용자는, 최적의 인식률을 가질 수 있는 거리 내에서 손을 이용하여 제스처를 취하는 것이 바람직하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 전극(111)에 평행한 방향으로 오브젝트가 이동하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11에서 수신 전극(111)이 수신한 손의 움직임에 따른 감도 그래프이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 사용자의 손(2)이 수신 전극(111)에 평행한 방향으로 이동하게 되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 사용자의 손(2)이 수신 전극(111)의 일단에서 중심으로 이동할 때는 신호 편차가 어느 정도 증가한다. 그리고, 상기 중심을 지나 수신 전극(111)의 타단으로 이동할 때는 다시 신호 편차가 감소한다. 따라서, 사용자의 손(2)이 수신 전극(111)의 중심에 위치할 때에 신호 편차가 최대값을 갖는다.

한편, 상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는 4개의 수신 전극(111)을 포함한다. 그리고, 제스처 인식부(11)의 모서리의 근방에, x 방향(가로 방향)으로 2 개의 수신 전극(111)을 배치하고, y 방향(세로 방향)으로 두 개의 수신 전극(111)을 배치한다. 그리고, 사용자의 손(2)이 이동하면, 상기 4개의 수신 전극(111)에서 각각 신호 편차를 도출할 수 있다. 즉, 도 10 및 도 12에 도시된 그래프에 따라 각각의 수신 전극(111)에서의 신호 편차를 분석하면 x 방향으로 배치된 2 개의 수신 전극(111)은 사용자의 손(2)의 y 좌표, y 방향으로 배치된 2 개의 수신 전극(111)은 사용자의 손(2)의 x 좌표를 계산할 수 있다. 그리고, 4개의 수신 전극(111)은 각각이 감지한 전기장의 세기를 조합하여 사용자의 손(2)의 z 좌표를 계산할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 제스처 인식부(11)가 사용자의 손(2)의 위치를 검출할 수 있다면 다양한 방법을 사용할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 유닛(ECU, 13)의 자세한 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자 제어 유닛(ECU, 13)은 도 13에 도시된 바와 같이, 저장부(131), 제스처 분석부(132), 기능 동작부(133)를 포함한다.

저장부(131)는 제스처 인식부(11)의 구현을 위한 각종 설정 정보 및 프로그램을 저장한다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저장부(131)는 제스처 설정 정보 및 이와 각각 매칭되는 차량 내 각종 기능의 매칭 정보를 저장한다. 여기서 제스처 설정 정보란, 사용자가 취하는 제스처의 정보이다. 예를 들어 손을 좌측에서 우측으로 직선 이동하는 제스처, 손을 시계방향으로 회전 이동하는 제스처 등을 말한다. 차량의 기능과 제스처 설정 정보가 미리 매칭되어 있는 경우에는, 사용자에게 매뉴얼 정보가 제공된다. 이러한 경우에는, 저장부(131)는 이러한 매뉴얼 정보도 저장할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 사용자가 제스처 설정 정보와 차량 내 각종 기능을 직접 매칭시킬 수도 있다. 이러한 경우, 저장부(131)에는 사용자가 직접 매칭시켜 변경된 매칭 정보가 저장된다.

제스처 분석부(132)는 사용자가 제스처 인식 영역(114) 내에서 제스처를 취하면, 상기 제스처의 패턴에 의하여 생성되는 신호를 통해 사용자가 취한 제스처를 분석한다. 예를 들어, 사용자가 손을 좌측에서 우측으로 직선 이동하는 제스처를 취했다면, 제스처 인식부(11)에 포함된 복수개의 수신 전극(111)은 전기장의 왜곡을 각각 수신한다. 그리고, 수신 전극(111)은 이에 따른 주파수 신호를 발생한다. 제스처 분석부(132)는 이러한 신호들을 조합하여, 주파수 왜곡이 발생한 지점을 감지하고, 사용자의 손(2)의 위치를 검출한다. 이를 시간의 흐름에 따라 계속해서 사용자의 손(2)의 위치를 검출하면, 사용자의 손(2)이 이동한 경로를 검출할 수 있다. 이를 통해 사용자가 취한 제스처의 패턴을 분석할 수 있다.

기능 동작부(133)는 상기 파악된 사용자의 제스처와 상기 저장부(131)에 저장된 제스처 설정 정보를 비교한다. 그리고, 이를 통해 사용자의 명령을 인지하여, 차량 내의 각종 기능을 수행하도록 차량 내 다른 장치들을 제어한다. 만약, 사용자가 제스처 인식 영역(114) 내에서, 예를 들어 손을 좌측에서 우측으로 직선 이동을 하는 제스처를 취하면, 제스처 분석부(132)는 제스처 신호를 통해 사용자가 취한 제스처를 분석한다. 그리고 기능 동작부(133)는 상기 파악한 제스처와 제스처 설정 정보와 비교하여, 그와 매칭되는 차량의 기능, 예를 들어 재생되는 음악을 다음 곡으로 넘기는 것이 사용자의 명령이라는 것을 인지한다. 그리고, 기능 동작부(133)는 차량 내에 설치된 음악 플레이어에, 현재 재생되는 음악을 다음 곡으로 넘기는 기능을 동작하도록 제어한다.

지금까지 기술한 전자 제어 유닛(ECU, 13)의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(Software)나, FPGA(Field-Programmable Gate Array)나 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어(Hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 폴딩된 모습을 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14에서 제스처 인식부(11)가 언폴딩되어 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 상방을 향하는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는 도 14에 도시된 바와 같이, 암레스트(12)의 전면 외벽에 설치될 수 있다. 또한 사용자가 필요한 경우에만, 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)의 전방을 향하여 운동한다. 그리고, 도 15에 도시된 바와 같이 자연스럽게 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 상방을 향한다. 이로써, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 된다.

여기서 암레스트(12)는, 콘솔 박스가 형성되어 내부에 물품을 수납할 수 있는 바디부(121), 바디부(121)의 일측면을 개폐하는 커버부(122)를 포함한다. 제스처 인식부(11)가 커버부(122)에 설치될 수도 있으나, 일반적으로 커버부(122)는 바디부(121)의 일측면 상단 모서리를 회동축으로 하여 회동하며, 바디부(121)의 상면을 개폐한다. 따라서 제스처 인식부(11)가 커버부(122)에 설치된다면, 바디부(121)의 상면을 개폐하면서 제스처 인식부(11) 또한 커버부(122)와 함께 회동할 수 있다. 그러면 사용자가 의도하지 않은 움직임을 제스처로 인식하는, 오인식을 할 수도 있다. 또한, 제스처 인식부(11)에 전력을 공급하기 위한 케이블이, 커버부(122)와 바디부(121)의 연결 부분을 통과할 수도 있다. 이러한 상태에서 커버부(122)가 수 없이 회동한다면 케이블의 노후화가 촉진되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 암레스트(12)의 바디부(121)의 전면 외벽에 설치되는 것이 바람직하다.

만약 커버부(122)가 하나로 형성된 경우, 상기 일측면은 바디부(121)의 후면일 수 있다. 또는, 좌측면이나 우측면이 될 수도 있다. 그런데 만약 커버부(122)가 복수로 형성된 경우, 상기 일측면은 바디부(121)의 좌측면 및 우측면을 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 커버부(122)는 각각 바디부(121)의 좌측면 및 우측면의 상단 모서리에 형성된 힌지를 회동축으로 하여 회동한다. 복수의 커버부(122)는 각각 상호간의 일측 모서리가 서로 대응되는 모양을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 커버부(122)는 각각 이격되거나 이탈하지 않고 바디부(121)의 상면을 폐쇄할 수 있다.

제스처 인식부(11)가 폴딩(Folding)되면, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 불가능한 상태가 된다. 그리고, 도 14에 도시된 바와 같이 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 외부로 노출되어 형성될 수 있다. 이러한 경우, 암레스트(12)의 전면 외벽에는 제스처 인식부(11)를 수용하도록, 제스처 인식부(11)의 크기에 대응되는 홈(1211)이 형성될 수 있다. 그리고 암레스트(12)의 외벽과 상기 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 단차가 없거나 미세할 정도로 매입(Flush)될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 단차가 어느 정도 크게 형성될 정도로 매입될 수도 있으며, 나아가 암레스트(12)의 외벽에 홈이 형성되지 않아 제스처 인식부(11)가 매입되지 않고, 제스처 인식부(11)가 외부에 완전히 노출되도록 형성될 수도 있는 등 다양하게 형성될 수 있다.

제스처 인식부(11)의 상측에는, x 방향(가로 방향) 모서리와 평행하도록 회동축이 형성될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 도 15에 도시된 바와 같이, 하측이 암레스트(12)로부터 거리가 멀어지면서, 상기 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩(Unfolding)될 수 있다. 제스처 인식부(11)가 언폴딩되면, 암레스트(12)의 전방을 향하여 회동하며, 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 되고, 사용자는 상방을 향하는 전기장 생성면에 제스처를 취함으로써, 용이하게 차량 내 기능을 동작시킬 수 있다.

다만, 이에 제한되지 않고 회동축은 제스처 인식부(11)의 하측에, x 방향(가로 방향) 모서리와 평행하도록 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 제스처 인식부(11)가 폴딩되면 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 외부로 노출되지 않고 암레스트(12)의 외벽과 마주보도록 형성된다. 그리고 제스처 인식부(11)는 상측이 암레스트(12)로부터 거리가 멀어지면서, 상기 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩 될 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)가 언폴딩되면, 암레스트(12)의 전방을 향하여 회동하며 전기장 생성면이 상방을 향하고, 제스처 인식이 가능한 상태가 되며, 사용자는 용이하게 제스처를 취할 수 있다.

제스처 인식부(11)는 사용자가 사용할 때에만 언폴딩되고, 사용자가 사용하지 않을 때에는 폴딩될 수 있다. 즉, 사용자가 제스처 인식부(11)를 시동시키면, 제스처 인식부(11)는 회동하며 언폴딩되고, 회동이 끝나 전기장 생성면이 상방을 향하게 되면, 온(ON)되면서 제스처 인식 동작을 수행할 준비가 완료된다. 그리고 사용자가 제스처 인식부(11)를 종료시키면, 제스처 인식부(11)는 회동하면서 폴딩되고, 회동이 끝나게 되면, 오프(OFF)되면서 제스처 인식 동작을 종료한다.

한편, 제스처 인식부(11)를 시동시키기 위해, 별도의 시동 버튼이 암레스트(12)에 마련될 수 있다. 특히, 사용자가 암레스트(12)의 커버부(122)에 팔을 걸친 상태에서 곧바로 제스처 인식부(11)를 시동시킬 수 있도록, 상기 시동 버튼은 암레스트(12)의 상부에 마련되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 제한되지 않고, 상기 시동 버튼은 스티어링 핸들 또는 센터페시아 등 다양한 위치에 마련될 수 있다. 사용자는 제스처 인식부(11)를 사용하기 위해 먼저 시동 버튼을 조작한다. 그러면 제스처 인식부(11)가 언폴딩되면서 제스처 인식 동작을 수행할 준비가 완료된다. 즉, 제스처를 인식할 수 있는 상태가 된다. 그리고 사용자가 제스처를 취한 뒤에 다시 시동 버튼을 조작하거나 별도로 마련된 종료 버튼을 조작하면, 제스처 인식부(11)가 폴딩되면서 제스처 인식 동작이 종료될 수 있다. 또는, 사용자가 제스처 신호 입력을 완료한 뒤에 일정 시간이 지나면 제스처 인식부(11)가 자동으로 폴딩되면서 제스처 인식 동작이 종료될 수도 있다.

또는, 별도의 음성 신호를 입력받는 음성 센서가 마련될 수도 있다. 사용자가 예를 들어, '제스처 시작'이라는 말을 하면, 음성 센서가 이를 인식한다. 그러면 제스처 인식부(11)가 언폴딩되면서 제스처 인식 동작을 수행할 준비가 완료된다. 사용자가 제스처 신호 입력을 완료한 뒤에, 예를 들어 '제스처 종료'라는 말을 하면, 제스처 인식부(11)가 폴딩되면서 제스처 인식 동작이 종료될 수 있다. 또는, 사용자가 제스처 신호 입력을 완료한 뒤에 일정한 시간이 지나면 제스처 인식부(11)가 자동으로 폴딩되면서 제스처 인식 동작이 종료될 수도 있다.

한편, 암레스트(12)는 차량 내 앞좌석의 사이에 구비된 변속기(Transmission)의 셀렉터(Selector)의 후방 즉, 차량의 후면 방향을 향해 위치할 수 있다. 만약, 암레스트(12)가 리어 암레스트라면, 변속기의 셀렉터는 차량의 앞좌석 사이에, 리어 암레스트는 차량의 뒷자석 사이에 형성된다. 만약, 암레스트(12)가 센터 암레스트라면, 변속기의 셀렉터와 센터 암레스트 모두 차량의 앞좌석 사이에 형성되며, 센터 암레스트가 변속기의 셀렉터보다 뒤에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 운전자가 암레스트(12)의 커버부(122)의 상면에 팔을 안착시키면, 운전자의 손(2)이 셀렉터를 향해 위치되어, 운전자가 셀렉터를 조작하는 것이 용이하다.

여기서 변속기는 차량의 엔진으로부터 출력되는 동력을, 속도에 따라 변속 기어를 변경시킴으로써 차량의 휠에 전달하는 장치이다. 이 때, 사용자가 이러한 변속기를 용이하게 조작하기 위해, 셀렉터는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 사용자가 레버를 이동시켜 조작할 수 있는 시프트 레버식, 로터리 다이얼을 돌려 조작할 수 있는 로터리식, 버튼을 눌러 조작할 수 있는 버튼식 등이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 셀렉터는 시프트 레버식인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 다양한 방식의 셀렉터를 사용할 수 있다.

그런데 만약 암레스트(12)가 센터 암레스트라면, 사용자의 손(2)이 변속기의 셀렉터를 조작하기 위해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 이러한 움직임을 제스처로 오인식 할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 시동되어 있더라도 변속기의 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지하여 수행하지 않는다. 나아가, 사용자의 손이 셀렉터를 향해 이동하거나, 셀렉터를 조작한 직후의 시간에도, 제스처 인식부(11)가 제스처 인식 동작을 수행하면 오인식이 발생할 수 있다. 따라서, 셀렉터가 조작되는 경우, 셀렉터가 조작된 시간 전후로 특정 시간 동안에는 제스처 인식부(11)가 제스처 인식 동작을 정지하여 수행하지 않는 것이 바람직하다.

만약 변속기의 셀렉터가 시프트 레버식인 경우, 사용자가 변속기의 셀렉터를 조작하면 시프트 레버의 변속 레버 및 노브의 위치가 변한다. 그런데, 변속 레버 및 노브가 차량의 후면 방향을 향해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 도 15에 도시된 바와 같이 암레스트(12)의 전방을 향해 회동하여 언폴딩될 수 있다. 그러면, 상기 변속 레버 및 노브가 제스처 인식부(11)와 충돌할 수도 있다. 또는, 변속 레버 및 노브와 제스처 인식부(11) 간의 간격이 너무 좁아 사용자의 손(2)이 끼일 수도 있다. 따라서, 변속 레버 및 노브가 차량의 후면 방향을 향해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 언폴딩된다면, 상기 변속 레버 및 노브와 제스처 인식부(11)는 특정 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다. 여기서 특정 거리는, 변속 레버 및 노브가 제스처 인식부(11)와 충돌을 일으키지 않거나, 사용자의 손이 끼이지 않을 정도의 거리를 말한다. 그리고 이는 변속 레버 및 노브의 길이, 제스처 인식부(11)의 길이 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

도 16은 도 15에서 제스처 인식부(11)의 각도가 조절되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 17은 도 15에서 제스처 인식부(11)의 높이가 조절되는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 각도 및 높이가 조절될 수 있다. 사용자마다 팔의 길이 및 손의 크기가 각각 상이하다. 따라서, 사용자의 신체에 최적화되어 사용자가 제스처를 용이하게 취할 수 있도록, 제스처 인식부(11)의 각도 및 높이가 조절될 수 있다.

제스처 인식부(11)의 각도 및 높이를 조절하기 위해, 별도의 조절 버튼이 암레스트(12), 스티어링 핸들 또는 센터페시아 등에 마련될 수 있다. 또는 별도의 음성 신호를 입력받는 음성 센서가 마련될 수도 있다.

상기 조절된 각도 및 높이는, 저장부(131)에 저장될 수 있다. 그리고, 사용자가 제스처 인식부(11)를 시동시키면, 제스처 인식부(11)가 언폴딩되면서 곧바로 상기 저장된 각도 및 높이에 위치할 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 폴딩된 모습을 나타낸 도면이고, 도 19는 도 18에서 제스처 인식부(11)가 언폴딩되어 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 노출되는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)도, 도 18에 도시된 바와 같이, 암레스트(12)의 전면 외벽에 형성될 수 있다. 또한 사용자가 필요한 경우에만, 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)의 전방을 향하여 운동한다. 제스처 인식부(11)는 암레스트(12)의 바디부(121)의 전면 외벽에 설치되는 것이 바람직하다.

제스처 인식부(11)가 폴딩(Folding)되면, 도 18에 도시된 바와 같이 암레스트(12)의 외벽에 홈이 형성되지 않아 제스처 인식부(11)가 매입되지 않고, 외부에 완전히 노출되도록 형성될 수도 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 암레스트(12)의 외벽에는 제스처 인식부(11)의 크기에 대응되는 홈이 형성되어, 제스처 인식부(11)가 상기 홈에 매입(Flush)될 수 있는 등 다양하게 형성될 수 있다.

제스처 인식부(11)의 좌측 또는 우측에는, y 방향(세로 방향) 모서리와 평행하도록 제1 회동축이 형성될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)의 상측 또는 하측에, x 방향(가로 방향) 모서리와 평행하도록 제2 회동축이 형성될 수 있다.

도 18에 도시된 바로 예를 들면, 제스처 인식부(11)의 좌측에, y 방향(세로 방향) 모서리와 평행하도록 제1 회동축이 형성될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 우측이 암레스트(12)로부터 거리가 멀어지면서, 상기 제1 회동축을 중심으로, 암레스트(12)의 전방을 향하여 회동하며 언폴딩(Unfolding)될 수 있다.

그리고 도 19에 도시된 바로 예를 들면, 제스처 인식부(11)의 상측에, x 방향(가로 방향) 모서리와 평행하도록 제2 회동축이 형성될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 제2 회동축을 중심으로 회동할 수 있다. 제스처 인식부(11)가 회동하면, 상기 도 15에 도시된 바와 유사하게 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 되고, 사용자는 상방을 향하는 전기장 생성면에 제스처를 취함으로써, 용이하게 차량 내 기능을 동작시킬 수 있다.

만약 제2 회동축이 제스처 인식부(11)의 상측에 형성되는 경우, 제스처 인식부(11)가 폴딩되면 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 외부로 노출되지 않고 도 18에 도시된 바와 같이 암레스트(12)의 외벽과 마주보도록 형성되어야 한다. 그 결과, 제스처 인식부(11)가 언폴딩 및 회동하면 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다. 그런데 만약 제2 회동축이 제스처 인식부(11)의 하측에 형성되는 경우, 제스처 인식부(11)는 폴딩되어도 제스처 인식부(11)의 전기장 생성면이 외부로 노출되기 위해 암레스트(12)의 외벽과 등지도록 형성되어야 한다. 그 결과, 제스처 인식부(11)가 언폴딩 및 회동하면 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11) 또한, 사용자가 사용할 때에만 언폴딩되고, 사용자가 사용하지 않을 때에는 폴딩될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)를 시동시키기 위해, 별도의 시동 버튼이 암레스트(12), 스티어링 핸들 또는 센터페시아 등에 마련되거나, 별도의 음성 신호를 입력받는 음성 센서가 마련될 수 있다.

또한, 암레스트(12)는 변속기의 셀렉터로부터 차량의 후면 방향에 위치할 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 시동되어 있더라도 변속기의 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지하여 수행하지 않는다. 상기 변속기의 셀렉터가 시프트 레버식이라면, 변속 레버 및 노브가 차량의 후면 방향을 향해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 언폴딩된다면, 상기 변속 레버 및 노브와 제스처 인식부(11)는 특정 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.

제스처 인식부(11)는 상기 도 16 및 도 17에 도시된 바와 유사하게 각도 및 높이가 조절될 수도 있다. 따라서, 사용자의 신체에 최적화되어 사용자가 제스처를 용이하게 취할 수 있다.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 횡방향으로 인입된 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는 도 20에 도시된 바와 같이, 암레스트(12)에 횡방향으로 인입되어 있을 수 있다. 여기서 횡방향으로 인입된다는 것은, 제스처 인식부(11)가 가로 방향으로 길게 위치한 상태에서, 롤링(Rolling) 또는 요잉(Yawing)하지 않고 그대로 인입된다는 것을 말한다. 이러한 경우, 암레스트(12)의 내부에는 제스처 인식부(11)를 수용하도록, 제스처 인식부(11)의 크기에 대응되는 홈이 형성될 수 있다. 그리고 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 완전히 인입되면, 암레스트(12)의 외벽과 상기 제스처 인식부(11)의 일측면이 단차가 없거나 미세할 정도로 인입될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 단차가 어느 정도 크게 형성될 정도로 인입될 수도 있는 등 다양하게 형성될 수 있다.

암레스트(12)에 인입된 제스처 인식부(11)가 시동되면 도 20에 도시된 바와 같이, 슬라이딩하면서 암레스트(12)로부터 전방으로 인출될 수 있다. 제스처 인식부(11)가 인출되면, 상기 도 15에 도시된 바와 유사하게 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 되고, 사용자는 상방을 향하는 전기장 생성면에 제스처를 취함으로써, 용이하게 차량 내 기능을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11) 또한, 사용자가 사용할 때에만 인출되고, 사용자가 사용하지 않을 때에는 인입될 수 있다. 즉, 사용자가 제스처 인식부(11)를 시동시키면, 제스처 인식부(11)는 슬라이딩하면서 암레스트(12)로부터 인출되고, 슬라이딩이 끝나면 온(ON)되면서 제스처 인식 동작을 수행할 준비가 완료된다. 그리고 사용자가 제스처 인식부(11)를 종료시키면, 제스처 인식부(11)는 슬라이딩하면서 암레스트(12)로 인입되고, 슬라이딩이 끝나면 오프(OFF)되면서 제스처 인식 동작을 종료한다.

일반적으로 암레스트(12)의 바디부(121)에는, 사용자가 물품을 수납할 수 있는 공간인 콘솔 박스가 마련된다. 그런데 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 인입되면, 이러한 콘솔 박스의 내부 공간을 침범하여 사용자가 물품을 수납하는 것이 불편할 수 있다. 따라서, 상기 콘솔 박스의 내부 공간을 침범하지 않도록, 상기 홈은 콘솔 박스의 바닥에 형성될 수 있다. 그 결과, 제스처 인식부(11)는 콘솔 박스의 바닥 내부로 인입될 수 있다.

또는, 상기 홈은 암레스트(12)의 전면 외벽 내부에, 세로 방향으로 길게 형성될 수도 있다. 따라서 제스처 인식부(11)가 슬라이딩하면서 암레스트(12)에 인입되면서 틸팅(Tilting)될 수 있다. 그리고 암레스트(12)의 전면 외벽 내부에 세로 방향으로 길게 위치하며 인입될 수도 있다. 즉, 제스처 인식부(11)가 콘솔 박스의 내부 공간의 침범을 최소화할 수 있다면, 다양한 방법으로 암레스트(12)에 인입할 수 있다.

그리고, 제스처 인식부(11)를 시동시키기 위해, 별도의 시동 버튼이 스티어링 핸들 또는 센터페시아 등에 마련되거나, 별도의 음성 신호를 입력받는 음성 센서가 마련될 수 있다.

또한, 암레스트(12)는 변속기의 셀렉터로부터 차량의 후면 방향에 위치할 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 시동되어 있더라도 변속기의 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지하여 수행하지 않는다. 상기 변속기의 셀렉터가 시프트 레버식이라면, 변속 레버 및 노브가 차량의 후면 방향을 향해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 슬라이딩하면서 인출된다면, 상기 변속 레버 및 노브와 제스처 인식부(11)는 특정 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.

제스처 인식부(11)는 상기 도 16 및 도 17에 도시된 바와 유사하게 각도 및 높이가 조절될 수도 있다. 따라서, 사용자의 신체에 최적화되어 사용자가 제스처를 용이하게 취할 수 있다.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)에 종방향으로 인입된 모습을 나타낸 도면이고, 도 22는 도 19에서 제스처 인식부(11)가 암레스트(12)의 외부로 인출되는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11)는 도 21에 도시된 바와 같이, 암레스트(12)에 종방향으로 인입되어 있을 수 있다. 여기서 종방향으로 인입된다는 것은, 제스처 인식부(11)가 세로 방향으로 길게 위치한 상태에서, 롤링(Rolling), 틸팅(Tilting) 및 요잉(Yawing)하지 않고 그대로 인입된다는 것을 말한다. 이러한 경우, 암레스트(12)의 내부에는 제스처 인식부(11)를 수용하도록, 제스처 인식부(11)의 크기에 대응되는 홈이 형성될 수 있다.

암레스트(12)에 인입된 제스처 인식부(11)가 시동되면 도 21에 도시된 바와 같이, 슬라이딩하면서 암레스트(12)로부터 전방으로 인출될 수 있다. 제스처 인식부(11)가 인출되면, 전기장 생성면이 자연스럽게 외부로 노출될 수 있다.

그리고 제스처 인식부(11)의 상측 또는 하측에, x 방향(가로 방향) 모서리와 평행하도록 회동축이 형성될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 도 22에 도시된 바와 같이 회동축을 중심으로 회동할 수 있다. 제스처 인식부(11)가 회동하면, 상기 도 15에 도시된 바와 유사하게 전기장 생성면이 자연스럽게 상방을 향할 수 있다. 따라서, 제스처 인식부(11)는 제스처 인식이 가능한 상태가 되고, 사용자는 상방을 향하는 전기장 생성면에 제스처를 취함으로써, 용이하게 차량 내 기능을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제스처 인식부(11) 또한, 사용자가 사용할 때에만 인출되고, 사용자가 사용하지 않을 때에는 인입될 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)를 시동시키기 위해, 별도의 시동 버튼이 암레스트(12), 스티어링 핸들 또는 센터페시아 등에 마련되거나, 별도의 음성 신호를 입력받는 음성 센서가 마련될 수 있다.

일반적으로 암레스트(12)의 바디부(121)에는, 사용자가 물품을 수납할 수 있는 공간인 콘솔 박스가 마련된다. 따라서, 상기 콘솔 박스의 내부 공간을 침범하지 않도록 상기 홈은 암레스트(12)의 좌측 또는 우측 외벽에 형성될 수 있다. 따라서 제스처 인식부(11)는 이러한 암레스트(12)의 좌측 또는 우측 외벽으로 인입될 수 있다.

또한, 암레스트(12)는 변속기의 셀렉터로부터 차량의 후면 방향에 위치할 수 있다. 그리고, 제스처 인식부(11)는 시동되어 있더라도 변속기의 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지하여 수행하지 않는다. 상기 변속기의 셀렉터가 시프트 레버식이라면, 변속 레버 및 노브가 차량의 후면 방향을 향해 이동할 때, 제스처 인식부(11)가 슬라이딩하면서 인출된다면, 상기 변속 레버 및 노브와 제스처 인식부(11)는 특정 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.

제스처 인식부(11)는 상기 도 16 및 도 17에 도시된 바와 유사하게 각도 및 높이가 조절될 수도 있다. 따라서, 사용자의 신체에 최적화되어 사용자가 제스처를 용이하게 취할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 차량용 제스처 인식 장치 2: 사용자의 손
11: 제스처 인식부 12: 암레스트
13: 전자 제어 유닛(ECU) 111: 수신 전극
112: 송신 전극 113: 비전도성 기판
121: 저장부 122: 제스처 분석부
123: 기능 동작부

Claims (15)

1. 차량 내에 위치한 암레스트; 및
   차량 전원을 인가 받아 전기장을 생성하는 송신 전극과, 상기 송신 전극에서 생성된 전기장을 수신하는 수신 전극이 설치되며, 상기 전기장의 왜곡을 감지하여 제스처를 인식하는 제스처 인식부를 포함하되,
   상기 제스처 인식부는,
   제스처 인식이 가능한 제1 위치와 제스처 인식이 불가능한 제2 위치 사이에서 이동 가능하게 상기 암레스트에 장착되며,
   변속을 위한 셀렉터가 조작되는 경우, 제스처 인식 동작을 정지하는, 차량용 제스처 인식 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 암레스트는,
   콘솔 박스가 형성되어 내부에 물품을 수납할 수 있는 바디부; 및
   상기 바디부의 상면을 개폐하고, 사용자의 팔이 안착될 수 있는 커버부를 포함하는, 차량용 제스처 인식 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제스처 인식부는,
   상기 바디부의 전면 외벽에 설치되는, 차량용 제스처 인식 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 커버부는,
   상기 차량의 폭방향으로 형성된 회동축을 중심으로 회동하는, 차량용 제스처 인식 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 커버부는,
   복수로 형성되고,
   상기 차량의 길이 방향으로 형성된 회동축을 중심으로 각각 회동하는, 차량용 제스처 인식 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제스처 인식부는,
   일측 모서리와 평행한 방향으로 형성된 회동축을 포함하는, 차량용 제스처 인식 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제스처 인식부는,
   상기 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩되어, 상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하는 경우,
   제스처 인식 가능 상태가 되고,
   상기 회동축을 중심으로 회동하며 폴딩되는 경우,
   제스처 인식 불가능 상태가 되는 차량용 제스처 인식 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제스처 인식부는,
   상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 차량의 측방을 향하도록 제1 회동축을 중심으로 회동하며 언폴딩되고,
   상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록, 제2 회동축을 중심으로 회동하는, 차량용 제스처 인식 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제스처 인식부는,
   슬라이딩 운동하며 상기 암레스트의 외부로 인출되는 경우, 제스처 인식 가능 상태가 되고,
   슬라이딩 운동하며 상기 암레스트의 내부로 인입되는 경우, 제스처 인식 불가능 상태가 되는, 차량용 제스처 인식 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는,
    일측 모서리와 평행한 방향으로 형성된 회동축을 포함하는, 차량용 제스처 인식 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는,
    상기 암레스트에 상기 차량의 높이 방향으로 설치되고,
    슬라이딩 운동하며 인출되는 경우,
    상기 제스처 인식부의 전기장 생성면이 상방을 향하도록, 상기 회동축을 중심으로 회동하는, 차량용 제스처 인식 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제스처 인식부는,
    상기 제스처 인식이 가능한 제1 위치로 이동하면,
    상기 셀렉터와 특정 거리가 이격되는, 차량용 제스처 인식 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제스처에 대한 제스처 설정 정보; 및
    상기 제스처 설정 정보와 매칭되는 차량 내 기능에 대한 매칭 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하는, 차량용 제스처 인식 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제스처 인식부가 상기 제스처 패턴을 수신하면,
    상기 수신된 제스처 패턴에 의해 생성되는 신호를 통해, 상기 제스처를 분석하는 제스처 분석부를 더 포함하는 제스처 인식 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 분석된 제스처의 패턴과 상기 저장부에 저장된 상기 제스처 설정 정보를 비교하여 사용자의 명령을 파악하고,
    상기 명령에 대응되는 기능을 수행하도록 타 장치들을 제어하는 기능 동작부를 더 포함하는 제스처 인식 장치.

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