KR20180083114A - System and method for detecting condition of driver by applying torque - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for detecting condition of a driver by applying torque. The system according to the present invention includes: a torque applying portion for applying torque to a steering wheel of a vehicle; a measuring unit for measuring an operation value of the steering wheel by a driver; and a determining unit for determining the state of the driver using the value measured from the measuring unit. According to the present invention, provided is a system for detecting condition of a driver by applying torque, capable of relatively accurately determining drowsy driving by using a relatively simple structure.

Description

토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING CONDITION OF DRIVER BY APPLYING TORQUE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system and a method for measuring a driver state of a torque applying method,

본 발명은 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 운전자의 상태를 능동적으로 판단할 수 있는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system and method for measuring a driver's state of a torque applying method, and more particularly, to a torque applying method for a driver's state measuring system and method capable of actively determining a driver's state.

중요 교통사고의 가장 큰 원인이 졸음운전이라는 것이 알려지면서 졸음운전을 방지하기 위한 방법들이 많이 연구되고 있다. 이와 관련하여, 비전 기술을 기반으로 운전자를 촬영하는 방식의 운전자 졸음판단 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다,As it is known that the major cause of major traffic accidents is drowsiness driving, many methods for preventing drowsiness driving are being studied. In this regard, research has been conducted on the driver drowsiness judgment technique of shooting a driver based on vision technology,

그러나 운전자 영상 기반 방식의 경우 주변 환경, 광 조건 등에 따라 인식 성능과 안경 착용, 웃음 등으로 인한 악조건으로 인해 정확한 피로졸음을 판단하기 어렵다는 문제가 있었다.However, there is a problem that it is difficult to judge the accurate fatigue drowsiness due to the recognition performance, wearing glasses, laughter, and the like depending on the surrounding environment and the light condition in the case of the driver image based method.

또 다른 방법으로 운전자의 졸음이나 수면상태를 판단하기 위하여 운전자의 다양한 생체 신호를 감지하고, 분석하여 졸음여부를 판단하는 방법에 대하여도 연구가 계속되고 있다.Another method of determining the drowsiness or sleep state of a driver is to continue to study a method of detecting drowsiness by sensing and analyzing various vital signs of the driver.

구체적으로는, 짧은 심장박동 주기의 변화를 이용한 졸음상태 판정 시스템 및 방법은 짧은 구간에서의 심박변이 신호를 구하여 이를 심박변이 기준값과 비교하여 측정 대상자의 신체 상태를 정확하게 판별할수 있도록 한다.Specifically, a drowsiness determination system and method using a short heartbeat cycle change can be used to determine a heartbeat disparity signal in a short interval and compare it with a heartbeat disparity reference value to accurately determine a physical condition of a person to be measured.

그러나, 종래의 심장박동 주기 변화를 이용한 졸음상태 판정 방법은 사람마다 심박변이 특성이 모두 상이하여 이를 일반화하는 것이 불가하므로, 특정인의 졸음 여부를 판단하는데 있어서 그 정확도가 매우 낮다는 문제점이 있었다.However, the conventional drowsiness determination method using the heartbeat cycle change has a problem that the accuracy of determining the drowsiness of a specific person is very low because it is impossible to generalize the heartbeat disparity characteristics for each person.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비교적 간단한 구조를 이용하여 비교적 정확한 운전자의 졸음 판단이 가능한 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템 및 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a system and method for measuring a driver's state of a torque applying method which can determine a driver's drowsiness relatively accurately using a relatively simple structure.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 차량의 스티어링 휠에 토크를 인가하는 토크 인가부; 운전자에 의하여 조작되는 상기 스티어링휠의 데이터를 측정하는 측정부; 상기 측정부로부터 측정되는 데이터를 이용하여 운전자의 상태를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템에 의해 달성된다.The object is achieved according to the present invention by providing a torque applying unit for applying a torque to a steering wheel of a vehicle; A measuring unit for measuring data of the steering wheel operated by a driver; And a determination unit for determining a driver's state using data measured from the measurement unit.

또한, 상기 차량의 운행정보 또는 도로정보를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 토크 인가부는 상기 감지부로부터 측정되는 정보에 기반하여 상기 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값을 산출할 수 있다.The sensing unit may further include a sensing unit that senses driving information or road information of the vehicle, and the torque applying unit may calculate an applied torque value applied to the steering wheel based on information measured from the sensing unit.

또한, 상기 감지부에 의하여 감지되는 정보는 차량의 위치, 차량의 너비, 차선의 이탈유무, 차선 폭, 차선 간격, 도로의 곡률 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the information sensed by the sensing unit may be at least one of a position of a vehicle, a width of a vehicle, a deviation of a lane, a lane width, a lane interval, and a curvature of a road.

또한, 상기 판단부는 정상 상태의 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 측정되는 기준 토크 값과 상기 측정부로부터 획득되는 현재 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 특정되는 조작 토크 값을 비교하여, 현재 운전자의 상태를 판단할 수 있다.The determination unit compares the reference torque value measured from the steering wheel operated by the driver in the steady state with the operation torque value specified from the steering wheel operated by the current driver acquired from the measurement unit, Can be determined.

또한, 상기 토크 인가부는 스티어링 휠에 인가되는 인가 토크 값을 하기의 수식에 의하여 산출할 수 있다.In addition, the torque applying unit may calculate an applied torque value applied to the steering wheel by the following equation.

[수식][Equation]

τ = asin(b(t - c)) + dτ = asin (b (t - c)) + d

(단, τ는 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값, t는 시간, a, b, c, d는 상기 감지부로부터 획득되는 정보에 의하여 결정되는 상수)(Where t is an applied torque value applied to the steering wheel, t is time, a, b, c, and d are constants determined by information obtained from the sensing unit)

또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 차량의 스티어링휠에 토크를 인가하는 토크 인가단계; 차량의 현재 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 발생하는 토크 값인 조작 토크 값을 측정하는 측정단계; 상기 측정단계에서 측정되는 조작 토크 값과 정상 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 측정되는 토크 값인 기준 토크 값을 비교하여 현재 운전자의 상태를 판단하는 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법에 의해 달성된다.Further, the object is achieved according to the present invention by a torque applying method comprising: applying a torque to a steering wheel of a vehicle; A measuring step of measuring an operating torque value which is a torque value generated from a steering wheel operated by a current driver of the vehicle; And a judging step of judging a state of the current driver by comparing an operation torque value measured in the measuring step with a reference torque value which is a torque value measured from a steering wheel operated by a normal driver, This is accomplished by the driver state measurement method.

또한, 상기 판단단계에서는 상기 조작 토크 값과 상기 기준 토크 값의 차이가 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 현재 운전자의 상태가 비정상인 것으로 판단할 수 있다.In the determining step, if the difference between the operating torque value and the reference torque value is greater than a preset value, it can be determined that the current driver's state is abnormal.

또한, 상기 토크 인가단계는, 상기 차량의 주행정보 또는 도로정보를 감지하는 감지단계; 상기 감지단계에서 획득된 정보에 기반하여 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값을 산출하는 산출단계;를 포함할 수 있다.In addition, the torque application step may include sensing a driving information or road information of the vehicle; And a calculation step of calculating an applied torque value applied to the steering wheel based on the information obtained in the sensing step.

또한, 상기 감지단계에서 감지되는 정보는 차량의 위치, 차량의 너비, 차선의 이탈유무, 차선 폭, 차선 간격, 도로의 곡률 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the information sensed in the sensing step may be at least one of the position of the vehicle, the width of the vehicle, the deviation of the lane, the lane width, the lane interval, and the curvature of the road.

또한, 상기 판단단계는, 상기 기준 토크 값을 획득하는 기준 토크 값 획득단계; 상기 기준 토크 값과 상기 조작 토크 값을 비교하는 비교단계;를 포함하고, 상기 기준 토크 값 획득단계는, 직선 도로에서 정상 운전자가 차량을 운행하는 경우 스티어링휠로부터 획득되는 토크 값인 직선도로 운행 토크 데이터를 획득하는 제1 단계; 및 현재 차량이 운행되는 도로의 곡률정보가 반영되도록 상기 직선 도로 데이터를 보정함으로써 기준 토크 값을 최종적으로 획득하는 제2 단계;를 포함할 수 있다.The determining may further include: a reference torque value obtaining step of obtaining the reference torque value; And a comparison step of comparing the reference torque value with the operation torque value, wherein the reference torque value acquisition step is a step of acquiring the reference torque value from the straight road running torque data, which is the torque value obtained from the steering wheel when the normal driver drives the vehicle on the straight road, A first step of acquiring the first step; And a second step of finally obtaining the reference torque value by correcting the straight road data so that curvature information of the road on which the current vehicle is traveling is reflected.

본 발명에 따르면, 간단한 구조만으로 운전자가 정상적인 상태에서 차량을 운행하고 있는지 판단하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템 및 방법이 제공된다.According to the present invention, there is provided a system and method for estimating a driver's state of a torque applying method for determining whether a driver is driving a vehicle in a normal state with a simple structure.

또한, 스티어링휠에 인위적으로 토크를 인가하고, 인가된 토크에 대한 운전자의 대응 데이터를 통하여 운전자의 상태를 보다 정밀하게 측정할 수 있다.In addition, it is possible to artificially apply torque to the steering wheel, and more precisely measure the state of the driver through the driver's corresponding data on the applied torque.

또한, 차량의 주행상태, 도로정보 등의 조건 등을 실시간으로 감지하여 스티어링휠에 인가되는 토크를 결정하므로, 주행 안전을 해하지 않는 범위 내에서 스티어링휠에 토크를 인가할 수 있다.In addition, since the torque applied to the steering wheel is determined by sensing the conditions such as the running state of the vehicle, the road information, and the like in real time, torque can be applied to the steering wheel within a range that does not compromise driving safety.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 개략적인 흐름도이고,
도 3은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 감지단계에서 감지되는 다양한 정보의 일례를 설명하기 위한 것이고,
도 4는 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 토크 인가단계에서 스티어링휠에 인가되는 토크 값의 일반적인 형태를 그래프로 나타낸 것이고,
도 5는 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 측정단계에서 운전자가 없는 경우에 측정되는 토크 값을 그래프로 나태난 것이고,
도 6은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 측정단계에서 운전자가 정상적으로 운행하는 경우에 측정되는 토크 값을 그래프로 나태난 것이고,
도 7은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 기준 토크 값 획득단계의 제1 단계를 설명하기 위한 것이고,
도 8은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 기준 토크 값 획득단계의 제2 단계를 설명하기 위한 것이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a torque application type driver condition measuring system according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic flowchart of a method of measuring a driver's state of a torque applying method according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a view for explaining an example of various information sensed in the sensing step of the driver state measuring method of the torque applying method of FIG. 2,
FIG. 4 is a graph showing a general shape of a torque value applied to the steering wheel in the torque applying step of the method of measuring a driver's state of the torque applying method of FIG. 2,
FIG. 5 is a graph showing torque values measured when there is no driver in the measuring step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG. 2,
FIG. 6 is a graph showing a torque value measured when the driver operates normally in the measuring step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG. 2,
FIG. 7 is a view for explaining the first step of the reference torque value obtaining step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG. 2,
FIG. 8 is a view for explaining the second step of the reference torque value obtaining step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a torque-applied driver's condition measuring system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템의 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a torque application type driver condition measurement system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템(100)은 차량(C)의 조향 제어를 담당하는 스티어링휠(W)에 미세한 범위 내의 토크를 강제로 인가한 후 스티어링휠(W)로부터 획득되는 토크 데이터를 측정하여 운전자의 현재 상태를 능동적으로 판단하는 시스템에 관한 것이며, 토크 인가부(110)와 감지부(120)와 측정부(130)와 판단부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a torque-applied driver's condition measuring system 100 according to an embodiment of the present invention controls a steering wheel W, which is responsible for steering control of a vehicle C, The torque applying unit 110, the sensing unit 120, the measuring unit 130, and the measuring unit 130. The torque applying unit 110, the sensing unit 120, the measuring unit 130, And a determination unit 140.

한편, 이하에서 설명의 편의를 위하여, 차량(C)은 일반적으로 네 개의 바퀴를 가지는 형태로 엔진 또는 모터와 같은 동력원으로부터 회전력을 인가받아 구동되는 자동차인 것으로 설명하나, 본 발명은 운전자가 스티어링휠을 조작하는 방식으로 조향이 조절되는 동력 기반의 운반장치(이를테면, 오토바이, 전동 자전거 등)에 포괄적으로 적용될 수 있다.For the sake of convenience of explanation, the vehicle C is generally a vehicle having four wheels and is driven by receiving a rotational force from a power source such as an engine or a motor. However, (E.g., a motorcycle, an electric bicycle, etc.) in which the steering is controlled in a manner that manipulates the steering wheel.

상기 토크 인가부(110)는 운행 중인 차량(C)의 스티어링휠(W)에 인위적으로 토크를 인가하기 위한 것이다. The torque application unit 110 is for artificially applying a torque to the steering wheel W of the running vehicle C. [

일반적으로 차량의 조향장치인 스티어링휠(W)은 운전자에 의하여 조작됨으로써 토크가 가해질 뿐이고, 운전자 외의 요인에 의하여 별도의 외력이 가해지지 않는다. 다만, 본원 발명에서는 이러한 스티어링휠(W)에 미세한 토크가 인가되도록 하고, 운전자가 이러한 토크에 적절히 반응하는지를 판단함으로써 운전자가 정상적인 상태에서 차량 운행을 하고 있는지를 판별하게 된다.Generally, the steering wheel W, which is a steering device of a vehicle, is operated only by a driver, so that a torque is applied, and no external force is applied due to factors other than the driver. However, according to the present invention, a fine torque is applied to the steering wheel W, and it is determined whether the driver is operating the vehicle in a normal state by determining whether the driver appropriately reacts to the torque.

토크 인가부(110)에 의하여 스티어링휠(W)에 인가되는 인가 토크 값은 후술하는 감지부(120)에 의하여 측정되는 다양한 정보에 기반하여 아래의 [수식]과 같은 형태로 결정된다. 인가 토크 값(τ)의 결정방법에 대하여는 후술한다.The applied torque value applied to the steering wheel W by the torque applying unit 110 is determined according to the following equation based on various information measured by the sensing unit 120 described later. A method of determining the applied torque value? Will be described later.

[수식][Equation]

τ = asin(b(t - c)) + dτ = asin (b (t - c)) + d

(단, τ는 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값, t는 시간, a, b, c, d는 상기 감지부로부터 획득되는 정보에 의하여 결정되는 상수)(Where t is an applied torque value applied to the steering wheel, t is time, a, b, c, and d are constants determined by information obtained from the sensing unit)

상기 감지부(120)는 토크 인가부(110)에 의하여 스티어링휠(W)에 인가되는 인가 토크 값(τ)을 결정하는데 필요한 정보를 획득하기 위한 것이다. The sensing unit 120 is for acquiring information required to determine an applied torque value? Applied to the steering wheel W by the torque applying unit 110. [

즉, 본 실시예에서 감지부는 정보는 차량의 위치, 차량의 너비, 차선의 이탈유무, 차선 폭, 차선 간격, 도로의 곡률 등의 정보를 측정, 감지하기 위한 장치로 마련되며, 제한되는 것은 아니나, 감지부(120)로는 비젼센서(Vision Sensor), 레이더(radar) 등이 이용될 수 있다.That is, in the present embodiment, the sensing unit is provided with a device for measuring and sensing information such as the position of the vehicle, the width of the vehicle, the deviation of the lane, the lane width, the lane interval, and the curvature of the road, A vision sensor, a radar, or the like may be used as the sensing unit 120.

상기 측정부(130)는 운전자에 의하여 조작됨으로써 스티어링휠(W)으로부터 발생하는 토크 값, 즉, 조작 토크 값(δdrv)을 측정하기 위한 것이다. 즉, 측정부(130)는 토크 인가부(110)에 의하여 소정의 토크가 인가된 상태의 스티어링휠(W)을 운전자가 조작한 후 발생하는 최종 토크 값을 측정한다.The measuring unit 130 is for measuring the torque value generated from the steering wheel W, that is, the operating torque value? Drv , by being operated by the driver. That is, the measuring unit 130 measures a final torque value generated after the driver operates the steering wheel W in a state in which the predetermined torque is applied by the torque applying unit 110.

상기 판단부(140)는 측정된 조작 토크 값(δdrv)과 정상적인 상태의 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠의 토크 값인 기준 토크 값(δact)을 비교함으로써, 현재 운전자의 상태를 판단, 예측하기 위한 것이다.The determination unit 140 determines and predicts the state of the current driver by comparing the measured operation torque value? Drv with the reference torque value? Act , which is the torque value of the steering wheel operated by the driver in the normal state .

이하에서는, 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템(100)을 이용하여 운전자 상태를 측정하는 방법(S100)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method (S100) for measuring the driver's condition using the torque-applying driver's condition measurement system 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 개략적인 흐름도이다.2 is a schematic flowchart of a method of measuring a driver's state of a torque applying method according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법(S100)은 운전자의 상태를 실시간으로 판단하여, 사고 발생을 미연에 방지하기 위한 방법에 관한 것으로서, 토크 인가단계(S110)와 측정단계(S120)와 판단단계(S130)를 포함한다. As shown in FIG. 2, a method of measuring a driver's state of a torque applying method (S100) according to an embodiment of the present invention is a method for determining a driver's state in real time to prevent an accident from occurring, A torque applying step S110, a measuring step S120, and a determining step S130.

상기 토크 인가단계(S110)는 차량(C)의 스티어링휠(W)에 인위적으로 토크를 인가하는 단계로서, 감지단계(S111)와 산출단계(S112)를 포함한다. The torque applying step S110 is a step of artificially applying a torque to the steering wheel W of the vehicle C and includes a sensing step S111 and a calculating step S112.

도 3은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 감지단계에서 감지되는 다양한 정보의 일례를 설명하기 위한 것이다.FIG. 3 is a view for explaining an example of various information sensed in the sensing step of the driver state measuring method of the torque applying method of FIG.

상기 감지단계(S111)는 인가 토크 값(τ)을 산출하는데 필요한 정보를 감지, 획득하는 단계이다. 즉, 본 단계에서는 차량의 운행에 방해를 주지 않는 범위의 값을 산출하기 위하여 필요한 정보를 획득한다.The sensing step S111 is a step of sensing and acquiring information required to calculate the applied torque value?. That is, in this step, necessary information is obtained in order to calculate a value within a range that does not disturb the operation of the vehicle.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 단계에서는 차량(C)의 기초정보, 차량의 운행정보, 도로정보 등이 수집된다. 보다 구체적으로 설명하면, 제한되는 것은 아니나, 차량의 기초정보로는 차량의 너비 정보(w)가 수집되고, 차량의 운행정보로는 차량의 운행속도, 차량의 위치 정보(e)가 수집되며, 도로정보로는 차선의 폭(l) 정보 등이 수집될 수 있다.As shown in Fig. 3, in this step, basic information of the vehicle C, driving information of the vehicle, road information, and the like are collected. More specifically, although not limited, width information (w) of the vehicle is collected as basic information of the vehicle, the traveling speed of the vehicle and the position information (e) of the vehicle are collected as the running information of the vehicle, The lane width information (l) may be collected from the road information.

상기 산출단계(S112)에서는 감지단계(S111)에서 수집된 다양한 정보를 이용하여, 운행중인 차량(C)의 스티어링휠(W)에 인가되는 적정 토크를 산출한다.In the calculation step S112, the appropriate torque to be applied to the steering wheel W of the vehicle C in operation is calculated using various information collected in the sensing step S111.

본 실시예에서 최종 산출되는 인가 토크 값(τ)은 아래 수식에 의하여 결정된다.The final calculated applied torque value? In this embodiment is determined by the following equation.

[수식][Equation]

τ = asin(b(t - c)) + dτ = asin (b (t - c)) + d

여기에서, τ는 산출되는 인가 토크 값이고, t는 시간이며, a, b, c, d는 감지부로부터 획득되는 정보에 의하여 결정되는 상수이다.Here, τ is a calculated applied torque value, t is time, and a, b, c, and d are constants determined by information obtained from the sensing unit.

도 4는 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 토크 인가단계에서 스티어링휠에 인가되는 토크 값의 일반적인 형태를 그래프로 나타낸 것이다.4 is a graph showing a general form of a torque value applied to the steering wheel in the torque applying step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG.

보다 구체적으로 설명하면, τ의 그래프는 도 4에 도시된 형태로 나타날 수 있으며, a 값은 인가 토크 값의 절대 크기(진폭)를 결정하는 값으로서, 차량 운행의 안정성을 종합적으로 고려하여 결정된다. 예를 들어, 차량(C)이 고속운행 중인 경우에는 a 값을 감소시키고, 저속운행 중인 경우에는 a 값을 상대적으로 증가시킨다.More specifically, the graph of τ can be shown in the form shown in FIG. 4, and the value a is a value for determining the absolute magnitude (amplitude) of the applied torque value, and is determined in consideration of the stability of the vehicle operation . For example, the value of a is decreased when the vehicle C is traveling at a high speed, and the value of a is relatively increased when traveling at a low speed.

b 값은 인가 토크 값(τ)의 주기를 결정하는 값으로서, 차량의 안정성을 고려하여 결정된다. 예를 들어, 차량(C)이 고속운행 중인 경우에는 b 값을 증가시키고, 저속운행 중인 경우에는 B 값을 상대적으로 감소시킨다.The b value is a value that determines the period of the applied torque value?, and is determined in consideration of the stability of the vehicle. For example, when the vehicle C is traveling at a high speed, the value b is increased. When the vehicle C is traveling at a low speed, the value B is relatively decreased.

c 값과 d 값은 인가 토크 값(τ)의 방향(부호)를 결정하는 값으로서, 차량(C)의 현재 위치를 고려하여, 차선 내에서 어느 한쪽에 편중되어 운행되는 경우에는 c 값과 d 값을 제어하여 차량의 차선이탈 가능성을 최소화한다.The c value and the d value are values for determining the direction (sign) of the applied torque value tau. Considering the current position of the vehicle C, when the vehicle runs in one direction in the lane, Value to minimize the possibility of lane departure of the vehicle.

다만, 인가 토크 값(τ)을 결정하는 수식 및 상수 결정 방법은 상술한 내용 및 수식에 반드시 제한되어야 하는 것은 아니고, 다양한 요인을 고려하여 결정될 수 있다. However, the equation for determining the applied torque value? And the method for determining the constant are not necessarily limited to the above-described contents and equations, and can be determined in consideration of various factors.

따라서, 본 단계로부터 결정된 인가 토크 값(τ)이 운행중인 차량(C)의 스티어링휠(W)에 강제 인가된다.Therefore, the applied torque value? Determined from this step is forcibly applied to the steering wheel W of the running vehicle C.

도 5는 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 측정단계에서 운전자가 없는 경우에 측정되는 토크 값을 그래프로 나태난 것이고, 도 6은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 측정단계에서 운전자가 정상적으로 운행하는 경우에 측정되는 토크 값을 그래프로 나태난 것이다.FIG. 5 is a graph showing the torque values measured when there is no driver in the measuring step of the torque applying method of FIG. 2, and FIG. 6 is a graph showing the measurement of the torque The torque value measured when the driver normally runs is shown in the graph.

상기 측정단계(S120)는 토크(τ)가 인가되고 있는 스티어링휠(W)을 운전자가 조작함으로써 발생되는 토크 데이터인 조작 토크 값(δdrv)을 측정하는 단계이다. 즉, 본 단계에서 측정되는 조작 토크 값(δdrv) 데이터 정보를 통하면, 도 5에 도시된 그래프와 같이 운전자가 비정상적인 상태에서 차량(C)을 운행하고 있는지, 또는, 도 6에 도시된 그래프와 같이 정상적인 상태에서 차량을 운행하고 있는지, 또는, 결정될 수 있다.The measuring step S120 is a step of measuring an operating torque value? Drv , which is torque data generated by the driver operating the steering wheel W to which the torque? Is applied. In other words, when the operating torque value (delta drv ) data information measured in this step indicates that the driver is driving the vehicle C in an abnormal state as shown in the graph shown in Fig. 5, Or whether the vehicle is traveling in a normal state as shown in FIG.

상기 판단단계(S130)는 측정단계(S120)에서 측정되는 조작 토크 값(δdrv) 정보를 이용하여 사용자의 현재 상태를 판단하는 단계이며, 기준 토크 값 획득단계(S131)와 비교단계(S134)를 포함한다.The determination step S130 is a step of determining the current state of the user by using the manipulated torque value? Drv information measured in the measuring step S120. The reference torque value obtaining step S131 and the comparing step S134, .

상기 기준 토크 값 획득단계(S131)는 조작 토크 값(δdrv)과 비교하기 위한 기준 토크 값(δref), 즉, 정상적인 상태의 운전자가 운행하는 차량(C)의 스티어링휠(W)의 토크 값 데이터를 획득하기 위한 단계로서, 제1 단계(S132)와 제2 단계(S133)를 포함한다.The reference torque value obtaining step S131 is a step of obtaining a reference torque value? Ref for comparing the operating torque value? Drv with the torque of the steering wheel W of the vehicle C Value data, which includes a first step (S132) and a second step (S133).

도 7은 도 2의 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법의 기준 토크 값 획득단계의 제1 단계를 설명하기 위한 것이다.7 is a view for explaining the first step of the reference torque value obtaining step of the method of measuring the driver's state of the torque applying method of FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 단계(S132)는 운행되고 있는 하이브리드 차량(C)이 직선도로 상에서 운행되는 것이라 가정하고, 해당 차량의 가상의 운전자가 스티어링휠(w)을 조작하는데 정신적으로 문제가 없는 정상적인 상태(예를 들면, 졸린 상태가 아닌 각성상태)인 경우라 가정하여, 해당 차량의 스티어링휠(W)로부터 측정되는 토크 값을 획득하는 단계이다.7, in the first step S132, it is assumed that the hybrid vehicle C being operated is operated on a straight road, and a virtual driver of the vehicle is instructed to operate the steering wheel w Is a normal state in which there is no problem (for example, a sleeping state, not a sleeping state), and acquiring the torque value measured from the steering wheel W of the vehicle.

본 단계에서 획득되는 토크 데이터를 "직선도로 운행 토크 데이터"라 정의하여 설명한다. 즉, 직선도로 운행 토크 데이터(δL)는, 인가 토크 값(τ)이 지속적으로 인가되고 있는 상태의 스티어링휠(W)을 정상적인 운전자가 조작하여 직선도로를 주행하는 경우에, 스티어링휠(W)로부터 얻을 수 있는 토크를 시간흐름에 따라 수집한 데이터인 것이다.The torque data acquired in this step is defined as "straight road running torque data ". That is, the straight road running torque data delta L is a value obtained by subtracting the steering wheel W from the steering wheel W when the normal driver operates the straight road by operating the steering wheel W in a state where the applied torque value? ) Is the data obtained by collecting the torque according to the time flow.

본 실시예에서 이러한 직선도로 운행 토크(δL) 데이터는, 다양한 정보를 기반으로 스티어링휠(W)에 인가되는 인가 토크 값(τ) 정보를 기반으로 실시간으로 산출될 수도 있고, 실험 또는 계산에 의하여 미리 저장되는 데이터 중 적절한 인가 토크 값을 추출하는 방식으로 획득될 수도 있다.In this embodiment, such straight road running torque? L data may be calculated in real time based on the applied torque value? Information applied to the steering wheel W based on various information, May be obtained by a method of extracting an appropriate applied torque value from the data stored in advance.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 단계(S133)는 직선도로 운행 토크 데이터(δL)에 현재 운전자가 실제 주행하는 도로의 곡률을 반영하여 최종적으로 기준 토크 값(δref)을 획득하는 단계이다.8, in the second step S133, the reference torque value? Ref is finally obtained by reflecting the curvature of the road that the current driver is actually traveling on the straight road driving torque data? L .

즉, 현재 운전자가 주행하는 도로가 직선로인 경우에는 제1 단계(S132)에서 획득된 직선도로 운행 토크 데이터(δL)가 별도의 보정 과정 없이 기준 토크 값(δref)으로 결정된다.That is, when the current road running by the driver is a straight line, the straight road running torque data? L obtained in the first step S132 is determined as the reference torque value? Ref without any additional correction process.

한편, 현재 운전자가 주행하는 도로가 곡선로인 경우에서 얻어지는 스티어링 휠(W)의 토크 값(δB)과 동일한 운전자가 직선로 상에서 주행하는 경우 얻어지는 스티어링휠(W)의 토크 값(δL)은 진폭 및 주기에 있어서는 차이가 없다. On the other hand, the torque value? L of the steering wheel W obtained when the driver runs on a straight line, which is the same as the torque value? B of the steering wheel W obtained when the road on which the driver is currently traveling is a curve, There is no difference in amplitude and cycle.

그러나, 곡선로 주행시에 운전자는 스티어링휠(W)을 주행로의 곡률에 대응되는 각도로 회전시킨 상태에서 스티어링휠(W)을 미세 조정하게 된다. 즉, 운전자는 곡선로의 곡률에 대응되는 각도로 회전시킨 상태에서, 추가적으로 직선로 주행시 필요한 형태의 스티어링휠(W) 조작을 수행한다.However, the driver finely adjusts the steering wheel W in a state in which the driver rotates the steering wheel W at an angle corresponding to the curvature of the running path at the time of traveling with a curve. That is, the driver performs steering wheel W manipulation in a state of being rotated at an angle corresponding to the curvature of the curved line and additionally required for straight traveling.

따라서, 이를 간단히 설명하면, 시간에 따른 δB 값 의 거동을 나타내는 그래프는 시간에 따라 δL 값의 거동을 나타낸 그래프에 도로의 곡률에 대응되는 보정 값(δα)을 합산한 형태로 나타나다. 즉, 이들의 관계는 아래와 같은 수식의 형태로 나타낼 수 있는 것이다.Therefore, to briefly explain this, it is assumed that δ B Value behavior The graph shows the behavior of the δ L value with time as a sum of the correction value (δ α ) corresponding to the curvature of the road. That is, these relations can be expressed in the form of the following formulas.

[수식][Equation]

δB = δL + δα δ B = δ L + δ α

이를 정리하면, 본 단계에서는 주행하는 도로의 곡률 값 정보를 획득하여, 보정 값(δα)을 산출하고, 직선도로 운행 토크 데이터(δL)에 산출된 보정 값(δα)을 결합함으로써, 보정된 데이터(δB), 즉, 기준 토크 값(δref)을 최종적으로 획득할 수 있다.Summarizing this, by the present step to obtain a curvature value information of the driving road, calculating the correction value (δ α), and combining the correction value (δ α) calculated on the straight road driving torque data (δ L), The corrected data? B , i.e., the reference torque value? Ref , can be finally obtained.

상기 비교단계(S134)는 각 단계에서 획득된 기준 토크 값(δref)과 조작 토크 값(δdrv)을 비교하여, 현재 운전자의 상태를 예측, 판단하는 단계이다.The comparison step S134 compares the reference torque value? Ref obtained in each step with the operation torque value? Drv to predict and determine the current driver's state.

즉, 본 단계에서는 기준 토크 값(δref)과 조작 토크 값(δdrv)의 차이가 미리 정해진 허용 값보다 큰 경우에는 운전자가 비정상상태(예를 들면, 졸음상태, 환각상태 등)에서 스티어링휠(W)을 조작하는 것으로 판단할 수 있고, 해당 값들의 차이가 미리 정해진 허용 값보다 작은 경우에는 운전자가 정상상태에서 스티어링휠(W)을 조작하는 것으로 판단할 수 있다.That is, in this step, when the difference between the reference torque value? Ref and the operating torque value? Drv is larger than the predetermined allowable value, the driver is not in the abnormal state (for example, in the drowsy state, It is determined that the steering wheel W is operated. If the difference between the values is smaller than the predetermined allowable value, the driver can determine that the steering wheel W is operated in the normal state.

이때, 기준 토크 값(δref)과 조작 토크 값(δdrv)은 실시간으로 비교할 수도 있고, 정해진 시간 내의 평균 값 들을 비교할 수도 있으며, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.At this time, the reference torque value? Ref and the operating torque value? Drv can be compared in real time, average values within a predetermined time can be compared, and various types can be formed.

한편, 본 단계에서의 판단 기준이 되는 허용 값의 크기를 조절함으로써, 본 발명에서 판단되는 운전자의 정상상태 기준을 변경할 수 있다.On the other hand, by adjusting the magnitude of the allowable value as a criterion in this step, it is possible to change the steady state reference of the driver judged in the present invention.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

110 : 토크 인가부 120 : 감지부
130 : 측정부 140 : 판단부
110: Torque applying unit 120:
130: measuring unit 140:

Claims (10)

차량의 스티어링 휠에 토크를 인가하는 토크 인가부;
운전자에 의하여 조작되는 상기 스티어링휠의 데이터를 측정하는 측정부;
상기 측정부로부터 측정되는 데이터를 이용하여 운전자의 상태를 판단하는 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
A torque applying portion for applying a torque to a steering wheel of the vehicle;
A measuring unit for measuring data of the steering wheel operated by a driver;
And a determination unit determining a state of the driver using data measured by the measurement unit.
청구항 1에 있어서,
상기 차량의 운행정보 또는 도로정보를 감지하는 감지부를 더 포함하고,
상기 토크 인가부는 상기 감지부로부터 측정되는 정보에 기반하여 상기 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a sensing unit for sensing driving information or road information of the vehicle,
Wherein the torque applying unit calculates an applied torque value applied to the steering wheel based on information measured from the sensing unit.
청구항 2에 있어서,
상기 감지부에 의하여 감지되는 정보는 차량의 위치, 차량의 너비, 차선의 이탈유무, 차선 폭, 차선 간격, 도로의 곡률 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the information sensed by the sensing unit is at least one of a position of a vehicle, a width of a vehicle, a deviation of a lane, a lane width, a lane interval, and a curvature of a road.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판단부는 정상 상태의 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 측정되는 기준 토크 값과 상기 측정부로부터 획득되는 현재 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 특정되는 조작 토크 값을 비교하여, 현재 운전자의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The determination unit compares the reference torque value measured from the steering wheel operated by the driver in the steady state with the operation torque value specified from the steering wheel operated by the current driver acquired from the measurement unit, Wherein the torque sensor is a torque sensor.
청구항 4에 있어서,
상기 토크 인가부는 스티어링 휠에 인가되는 인가 토크 값을 하기의 수식에 의하여 산출하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
[수식]
τ = asin(b(t - c)) + d
(단, τ는 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값, t는 시간, a, b, c, d는 상기 감지부로부터 획득되는 정보에 의하여 결정되는 상수)
The method of claim 4,
Wherein the torque applying unit calculates an applied torque value applied to the steering wheel by the following equation.
[Equation]
τ = asin (b (t - c)) + d
(Where t is an applied torque value applied to the steering wheel, t is time, a, b, c, and d are constants determined by information obtained from the sensing unit)
차량의 스티어링휠에 토크를 인가하는 토크 인가단계;
차량의 현재 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 발생하는 토크 값인 조작 토크 값을 측정하는 측정단계;
상기 측정단계에서 측정되는 조작 토크 값과 정상 운전자에 의하여 조작되는 스티어링휠로부터 측정되는 토크 값인 기준 토크 값을 비교하여 현재 운전자의 상태를 판단하는 판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법.
A torque applying step of applying a torque to a steering wheel of the vehicle;
A measuring step of measuring an operating torque value which is a torque value generated from a steering wheel operated by a current driver of the vehicle;
And a judging step of judging a state of the current driver by comparing an operation torque value measured in the measuring step with a reference torque value which is a torque value measured from a steering wheel operated by a normal driver, How to measure driver condition.
청구항 6에 있어서,
상기 판단단계에서는 상기 조작 토크 값과 상기 기준 토크 값의 차이가 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 현재 운전자의 상태가 비정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법.
The method of claim 6,
If the difference between the operating torque value and the reference torque value is greater than a predetermined value, the current driver's state is determined to be abnormal.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 토크 인가단계는,
상기 차량의 주행정보 또는 도로정보를 감지하는 감지단계;
상기 감지단계에서 획득된 정보에 기반하여 스티어링휠에 인가되는 인가 토크 값을 산출하는 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법.
The method according to claim 6 or 7,
The torque applying step includes:
A sensing step of sensing driving information or road information of the vehicle;
And a calculating step of calculating an applied torque value to be applied to the steering wheel based on the information obtained in the sensing step.
청구항 8에 있어서,
상기 감지단계에서 감지되는 정보는 차량의 위치, 차량의 너비, 차선의 이탈유무, 차선 폭, 차선 간격, 도로의 곡률 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 시스템.
The method of claim 8,
Wherein the information sensed in the sensing step is at least one of a position of a vehicle, a width of a vehicle, a deviation of a lane, a lane width, a lane interval, and a curvature of a road.
청구항 9에 있어서,
상기 판단단계는,
상기 기준 토크 값을 획득하는 기준 토크 값 획득단계; 상기 기준 토크 값과 상기 조작 토크 값을 비교하는 비교단계;를 포함하고,
상기 기준 토크 값 획득단계는,
직선 도로에서 정상 운전자가 차량을 운행하는 경우 스티어링휠로부터 획득되는 토크 값인 직선도로 운행 토크 데이터를 획득하는 제1 단계; 및 현재 차량이 운행되는 도로의 곡률정보가 반영되도록 상기 직선 도로 데이터를 보정함으로써 기준 토크 값을 최종적으로 획득하는 제2 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 인가 방식의 운전자 상태 측정 방법.
The method of claim 9,
Wherein,
A reference torque value obtaining step of obtaining the reference torque value; And a comparison step of comparing the reference torque value and the operating torque value,
The reference torque value obtaining step may include:
A first step of obtaining straight road running torque data which is a torque value obtained from a steering wheel when a normal driver drives the vehicle on a straight road; And a second step of finally obtaining a reference torque value by correcting the straight road data so that curvature information of the road on which the current vehicle is traveling is reflected.
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