KR20200104447A - 운전자 위험상황 예방 시스템 - Google Patents

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Abstract

운전자 위험상황 예방 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방 시스템은, 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보 및 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하는 예측부; 와 상기 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 이를 운전자가 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 자극하는 자극부를 포함한다.

Description

운전자 위험상황 예방 시스템{SYSTEM OF PREVENTING DANGEROUS SITUATION OF DRIVER}
본 발명은 운전자 위험상황 예방 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 운전자 위험상황 유발환경을 예측하고 이를 운전자가 인지하도록 함으로써 운전자가 위험상황에 처하는 것을 예방하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 운전자가 피로한 상태에서 운전을 하거나, 장시간 운전을 할 경우 운전자는 무의식적으로 졸음운전을 할 수 있어서, 교통사고 발생 확률이 높아질 수 있다.
따라서, 운전자의 운전 중 피로상태를 경고하거나 또는 졸음을 경고하거나 이를 방지하기 위한 다양한 방법이 제안되어 있으며, 또한 이에 대한 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.
이러한 연구 개발의 하나로, 운전자가 졸음 상태일 때의 생체신호가 감지되면 운전자가 졸음 상태라는 것을 자각할 수 있고 졸음 상태에서 벗어날 수 있도록 운전자에게 자극을 가하는 기술이 '등록특허 제10-1301509호'에 제안된 바 있다.
그러나, 상기 '등록특허 제10-1301509호'는 운전자의 졸음 상태일 때의 생체신호를 감지하여 자극을 주지만, 실제 운전자의 생체 신호 감지 시 차량 주행 중에 발생하는 여러가지 노이즈(noise), 예를 들어 차량 진동 등에 의해서 생체신호가 변형될 수 있어서, 운전자의 졸음 상태일 때의 생체신호가 정확하게 측정된다고 볼 수 없다. 이로 인해 운전자의 졸음운전 검출이 정확하게 이루어질 수 없는 상황일 발생함으로써 실제 졸음운전 상태인데도 이를 검출하지 못할 수 있어 운전자를 위험상황에 처하게 되는 문제점이 발생한다. 또한 실제 졸음운전 상태가 아닌데도 졸음운전 상태로 검출하여 운전자에게 자극을 주는 오동작이 발생할 수 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1301509호(등록일 : 2013년 08월 23일)가 있다.
운전자 위험상황 유발환경을 예측하고 이를 운전자가 인지하도록 함으로써 운전자가 위험상황에 처하는 것을 예방하는 운전자 위험상황 예방 시스템이 제안된다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급한 해결 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 운전자 위험상황 예방 시스템은, 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보 및 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하는 예측부; 와 상기 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 이를 운전자가 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 자극하는 자극부를 포함한다.
상기 예측부는, 접촉식 및 비접촉식 중 적어도 하나로 운전자 생체신호를 검출하는 생체신호 검출부를 포함하며, 상기 생체신호 검출부는, 차량의 스티어링휠에 장착되어 운전자의 접촉에 의해서 운전자 생체신호를 검출하는 접촉 검출부; 와 UWB(Ultra Wide Band) 임펄스를 송수신하여 비접촉식으로 운전자 생체신호를 검출하는 비접촉 검출부;를 포함할 수 있다.
상기 예측부는, 운전자의 운전 모습을 촬영하는 카메라; 상기 운전자 생체신호가 설정된 기준을 벗어난 상태에서, 상기 운전자의 운전모습 변화를 파악하는 파악부; 및 상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인 경우 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인 경우 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호를 제외하거나 또는 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호에서 운전자 생체신호만을 추출하여서 상기 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보로 사용하는 판단부를 포함할 수 있다.
상기 예측부는, 차량 내부의 조도를 감지하는 내부 조도 센서, 차량 내부의 온도를 감지하는 내부 온도 센서, 차량 내부의 CO2 농도를 감지하는 공기 감지 센서, 차량 내부의 습도를 감지하는 내부 습도 센서를 포함하며, 차량 내부의 조도, 온도, CO2 농도, 습도 중 적어도 하나를 포함하는 차량 내부 환경정보를 발생하는 내부 환경정보 발생부를 포함할 수 있다.
상기 차량 외부 환경정보는, 날씨, 차량 외부 온도, 차량 외부 조도, 차량 외부 습도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 운전자의 차량 운전 정보는, 운전 시간대, 운전 누적 시간, 운전 시작 전 수면시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 자극부는, 차량 스티어링 휠에 장착되며, 상기 차량 스티어링 휠에 장착된 위치를 기준으로 양방향, 단방향 또는 양방향 및 단반향으로 교번하여 진동을 발생하는 진동 발생부; 빛의 조사방향이 차량 스티어링 휠의 외측을 향하도록 차량 스티어링 휠에 장착되는 광 조사부; 운전자 위험상황 유발 환경에 대한 경고음을 발생하는 소리 발생부; 및 상기 운전자 위험상황 유발 환경이 발생하면 상기 진동 발생부, 광 조사부 및 소리 발생부 중 적어도 하나를 동작시켜 운전자를 자극시키는 자극 제어부를 포함할 수 있다.
상기 진동 발생부는, 음악의 악보의 마디를 해당 마디의 재생시간을 기준으로 분할하고 분할된 악보의 마디의 부분마다 진동을 발생하되, 분할된 악보의 마디 부분마다 진동 발생시간과 비진동 발생시간을 달리하여 진동을 발생할 수 있다.
상기 진동 발생부는, 상기 분할된 악보의 마디의 부분마다 첫 음에서 상기 차량 스티어링 휠에 장착된 위치를 기준으로 양방향으로 진동을 발생하고 일정시간 동안 비진동시간을 가지며 이후에 이어지는 음들에서 음의 높이를 기준으로 이전 음보다 낮은 경우 일방향으로 진동을 발생하며 높은 경우 다른 방향으로 진동을 발생하되, 일방향 또는 단방향으로 발생하는 진동보다 상기 양방향으로 발생하는 진동을 더 세게 발생할 수 있다.
상기 운전자 위험상황 예방시스템은, 운전자로부터 자극 요청을 입력받는 입력부를 더 포함하며, 상기 자극부는 상기 운전자의 자극 요청이 입력되면, 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 운전자를 자극할 수 있다.
상기 자극부는, 상기 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 운전자에게 각성행동을 요청하고 운전자의 각성행동이 없으면 상기 운전자 위험상황 유발환경을 운전자가 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 자극할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템에 따르면, 운전자 위험상황 유발환경을 예측하고 이를 운전자가 인지하도록 함으로써 운전자가 위험상황에 처하는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 예측부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 접촉 검출부의 장착 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 검출부의 구성 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 내부 환경정보 발생부의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자극부의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 진동 발생부의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 진동 발생부의 장착 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전원 공급부의 장착 예시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생부의 장착 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 진동 등의 자극 패턴을 발생하기 위한 악보 예시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 광 조사부의 장착 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템은, 운전자가 차량을 운전하는 도중에 발생할 수 있는 위험상황, 예를 들어 실내 온도 상승으로 인한 운전자의 호흡곤란 현상 발생, 실내 CO2 농도의 증가로 인한 졸음 운전 유발, 교통사고 다발 지역 통과 등을 예측하여 이를 운전자에게 각성시킴으로써, 운전자가 위험상황 유발환경에 빠지지 않도록 하는 기술에 관한 것이다.
이를 위해서 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템은, 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부환경 정보 및 차량 주행 경로상의 교통사고 정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 위험상황을 예측하며, 예측된 경우 다양한 방식, 예를 들어 시각, 청각 및 촉각 중 적어도 하나의 방식으로 운전자를 자극시킨다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템의 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템은, 예측부(100), 자극부(200) 및 입력부(300)를 포함한다.
예측부(100)는 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보 및 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운전자 위험상황 유발 환경을 예측한다.
이를 위해서 예측부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 생체신호 검출부(10)를 포함할 수 있다.
생체신호 검출부(10)는 운전자 생체신호를 검출하는 역할을 한다. 즉 생체신호 검출부(10)는 검출 방식, 즉 접촉식 및 비접촉식 중 적어도 하나로 운전자 생체신호를 검출한다.
이를 위해서 생체신호 검출부(10)는 접촉 검출부(11)와 비접촉 검출부(12)를 포함한다.
접촉 검출부(11)는 도 3에 도시된 바와 같이 차량의 스티어링휠(H)에 장착되어 운전자의 접촉에 의해서 운전자 생체신호를 검출한다.
이러한 접촉 검출부(11)는 차량의 스티어링휠(H)에 장착되는데, 운전자의 생체신호를 검출하기 위한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로, 접촉 검출부(11)는 운전자의 악력 세기를 검출하는 악력 센서(11a)와 운전자의 심박수를 검출할 수 있는 광혈류 측정(Photo Pletoyamo Graph) 센서(11b)를 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
비접촉 검출부(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 UWB(Ultra Wide Band) 임펄스를 송수신하여 비접촉식으로 운전자 생체신호를 검출한다.
이때 비접촉 검출부(12)를 통해서 검출되는 운전자 생체신호는 운전자의 심박수, 호흡수 등일 수 있다.
비접촉 검출부(12)는 차량 내부의 내비게이션 등에 설치되거나 별도의 장치로 구현되어 차량 내부에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이렇게 비접촉 검출부(12)를 통해서 검출되는 운전자 생체신호를 UWB를 이용하기 때문에 노이즈(Noise)에 취약한 특성을 가지고 있다.
이러한 노이즈로는 차량 주행 중에 발생하는 진동(차량이 방지턱을 넘는 경우 발생하는 진동, 차량 좌/우 조향 시 발생하는 진동, 차량 급제동시 발생하는 진동 등), 운전자의 거동에 의해서 발생하는 신호(운전자의 에어컨 조작 등), 차량 외부에서 발생하는 고음 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
UWB를 통해서 검출되는 운전자 생체신호는 노이즈에 의해서 변형되어서 운전자 생체신호가 정확하게 검출될 수 없는 문제점이 발생한다.
이러한 현상을 제거하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 예측부(100)는 카메라(20), 파악부(30) 및 판단부(40)를 더 포함할 수 있다.
카메라(20)는 운전자의 운전 모습을 촬영하며, 차량 내부의 전면 유리 상단에 장착된 블랙박스에 장착될 수 있는데 이에 한정되지 않는다.
파악부(30)는 상기 운전자 생체신호의 값이 설정된 기준을 벗어난 상태에서, 예를 들어 운전자 생체신호가 심박수인 경우 해당 심박수가 설정된 심박수를 넘어선 경우, 카메라(20)를 통해서 촬영된 운전자의 운전모습 변화를 파악한다. 파악부(30)는 차량 내부의 내비게이션 등에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
판단부(40)는 상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인 경우 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호를 제외할 수 있다. 이러한 판단부(40)는 차량 내부의 내비게이션 등에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때 상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인지 여부는 운전자의 운전모습 중 머리의 움직임이 설정된 반경 내에서 이루어지는 경우로서 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않는다 운전자의 운전모습 중 머리의 움직임이 설정된 반경 내인 경우 운전자의 운전모습 변화가 정상인 것으로 판단될 수 있다.
즉 운전자의 운전모습 변화가 정상인 상태에서 생체신호 검출부(10)를 통해서 검출된 운전자 생체신호 값이 설정된 범위를 벗어나 비정상인 경우, 해당 비정상인 운전자 생체신호를 상기 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 제외할 수 있다.
다시 말해서 운전자가 정상적으로 운전을 하고 있는 상태에서 UWB를 통해서 운전자 생체신호를 측정하는 과정에서 외부의 노이즈로 인하여 운전자 생체신호가 비정상으로 나타난 경우, 예측부(100)가 불필요하게 운전자 위험상황으로 예측하는 것을 방지하기 위해서 카메라(20)를 통해서 촬영된 운전자의 운전모습 변화에 대해서 정상여부를 파악한 것이다.
한편 판단부(40)는 상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인 경우, 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호를 제외하지 않고서, 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호에서 운전자 생체신호만을 추출하여서, 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에 포함시킬 수 있다. 이를 위해서 판단부(40)는 상기 운전자 생체신호의 주파수 범위에 대한 정보를 가지고 있을 수 있다. 더 나아가서 판단부(40)는 노이즈에 대한 주파수 정보를 가지고 있을 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 예측부(100)는 내부 환경정보 발생부(50)를 더 포함할 수 있다.
내부 환경정보 발생부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 차량 내부의 조도를 감지하는 내부 조도 센서(61), 차량 내부의 온도를 감지하는 내부 온도 센서(62), 차량 내부의 CO2 농도를 감지하는 공기 감지 센서(63), 차량 내부의 습도를 감지하는 내부 습도 센서(64)를 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 내부 환경정보 발생부(50)는 차량 내부의 조도, 온도, CO2 농도, 습도 중 적어도 하나를 포함하는 차량 내부 환경정보를 발생할 수 있다. 이러한 내부 환경정보 발생부(50)는 각각의 센서들과 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있으며, 차량 내부에 장착된 내비게이션 등에 설치될 수 있다.
판단부(40)는 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보, 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운전자 위험상황 유발 환경을 예측할 수 있다.
이때, 판단부(40)는 내부 환경정보 중 차량 내부의 조도가 설정된 내부 고조도 이상이거나 또는 내부 저조도 이하인 경우 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 차량 내부의 온도가 설정된 내부 고온도 이상이거나 또는 내부 저온도 이하인 경우 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 차량 내부의 CO2 농도가 설정된 농도 이상인 경우 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 차량 내부의 습도가 설정된 고습도 이상이거나 또는 저습도 이하인 경우 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다.
차량 외부 환경정보는 날씨, 차량 외부 온도, 차량 외부 조도, 차량 외부 습도 중 적어도 하나를 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이러한 차량 외부 환경정보는 차량 내부에 장착된 내비게이션을 통해서 차량이 위치한 곳 또는 주행중인 도로의 날씨, 차량 외부 온도, 차량 외부 조도, 차량 외부 습도 중 적어도 하나를 파악할 수 있다. 판단부(50)는 폭풍우, 폭설, 폭우 등일 경우 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 차량 외부 온도가 설정된 고온도 이상이거나 또는 설정된 저온도이하인 경우 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경인 것으로 예측할 수 있다. 차량 외부 조도가 설정된 고조도 이상이거나 또는 설정된 저도도 이하인 경우 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경인 것으로 예측할 수 있다. 차량 외부 습도가 설정된 고습도 이상이거나 또는 저습도 이하인 경우, 판단부(40)는 운전자 위험상황 유발환경인 것으로 예측할 수 있다.
그리고 차량 주행 경로의 교통사고정보는, 차량이 주행중인 경로상에서 발생한 교통사고정보로 차량 내비게이션을 통해서 파악될 수 있다. 이때 차량 중행 경로의 교통사고정보는, 도로교통공단에서 제공하는 교통사고분석시스템(taas.koroad.or.kr)에서 제공될 수 있다. 이러한 교통사고분석시스템의 접근은 교통사고분석시스템에서 제공하는 Open API를 통해 이루어질 수 있다.
운전자의 차량 운전 정보는, 사용자가 직접 입력한 운전 시간대, 운전 누적 시간, 운전 시작 전 수면시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이러한 운전자의 차량 운전 정보는, 입력부(300)를 통해서 이루어질 수 있다. 이때 판단부(50)는 운전 시간대가 식사시간 이후 설정된 시간 이내 또는 야간 시간 대인 경우 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 운전 누적 시간이 설정된 누적 시간 이상인 경우 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다. 운전 시작 전 수면시간이 설정된 수면시간 이하인 경우 운전자 위험상황 유발환경으로 예측할 수 있다.
이렇게 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보, 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보가 주어지면, 판단부(40)는 이들을 별개로 또는 조합하여 운전자 위험상황 유발환경을 예측할 수 있다.
이렇게 예측부(100)를 통해서 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면, 자극부(200)는 운전자가 운전자 위험상황 유발환경을 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나의 방식으로 운전자를 자극한다.
이러한 자극부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이 진동 발생부(210), 광 조사부(220), 소리 발생부(230) 및 자극 제어부(240)를 포함한다.
진동 발생부(210)는 도 7에 도시된 바와 같이 차량 스티어링 휠(H)에 장착될 수 있으며, 상기 차량 스티어링 휠(H)에 장착된 위치를 기준으로 양방향, 단방향 또는 양방향 및 단반향으로 교번하여 진동을 발생할 수 있다.
좀 더 구체적으로 진동 발생부(210)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 운전자 측에 위치하도록 차량 스티어링 휠(H)에 억지끼움되는 클립(211)과, 클립(211)과 일체 또는 탈착식으로 연결되는 진동부(212)를 포함할 수 있다. 이때 진동부(212)는 도 8에 도시된 바와 같이 차량 스티어링 휠(H)의 하측 방향을 향하도록 설치될 수 있다. 이와 같이 진동 발생부(210)를 운전자 측에 가깝도록 하면서 스티어링 휠(H)의 하측을 향하도록 스티어링 휠(H)에 장착하는 이유는 차량 전면을 통해서 조사되는 햇빛 등에 의해서 진동 발생부(210)의 수명이 단축될 수 있기 때문이다.
이러한 진동 발생부(210)의 진동부(212)는 제 1 진동모터(212a)와 제 2 진동모터(212b)를 포함할 수 있다.
제 1 진동모터(212a)는 운전자를 기준으로 스티어링 휠(H)의 왼쪽 방향으로 진동을 발생할 수 있다.
제 2 진동모터(212b)는 운전자를 기준으로 스티어링 휠(H)의 오른쪽 방향으로 진동을 발생할 수 있다.
이러한 진동 발생부(210)는 구동 전원으로 배터리(미도시)를 이용하거나 또는 외부 공급 전원을 이용할 수 있다. 이 외부 공급 전원은 도 9에 도시된 바와 같이 무선 충전 기술을 통해서 공급될 수 있다. 즉 도 9를 참조하면, 진동 발생부(210)는 스티어링 컬럼(SC)에 장착된 무선 전원 공급부(215)에 의해서 무선으로 공급되는 전원에 의해서 동작될 수 있다. 무선 전원 공급부(215)는 무선으로 전원을 진동 발생부(210)에 공급하는 본체(215a), 본체(215a)에 외부 전원을 공급하는 전원라인(215b), 차량의 배터리 또는 제너레이터의 전원(외부 전원)을 전원라인(215b)를 통해 본체(215a)에 공급하기 위한 공급단자(215c)를 포함한다. 이때 본체(215a)는 회전된 스티어링휠(H)이 제자리로 돌아온 경우 스티어링휠(H)에 장착된 진동발생부(210)와 수직상에서 일정 간격을 두도록 스티어링 칼럼(SC)에 장착될 수 있다.
한편 진동 발생부(210)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 하나의 케이스에 진동부(212)가 모두 포함될 수 있지만, 다른 실시예에 도 10에 도시된 바와 같이 스티어링휠(H)의 양쪽(왼쪽, 오른쪽)에 각각 장착되는 지압그립에 진동모터(212a) 및 진동모터(212b)를 장착할 수 있다. 이때, 각 지압그립에 장착되는 진동모터는 해당 지압그립에 장착된 배터리에 의해서 구동되거나 또는 도 9에 도시된 무선충전구조에 의해서 공급되는 전원에 의해서 구동될 수 있다. 이 경우 스티어링휠(H)의 양쪽에 장착된 지압그립과 수직상으로 일정 간격을 둔 상태로 스티어링 칼럼(SC)에 무선 전원 공급부(215)가 각각 설치될 수 있다. 즉 2개의 무선 전원 공급부(215)가 스티어링 칼럼(SC)에 설치될 수 있다. 이와 다른 실시예에로 스티어링 휠(H)의 양쪽에 2개의 지압그립에 장착된 구동모터는 해당 지압그립에 설치된 배터리 또는 1개의 무선 전원 공급부(215)에 의해서 공급되는 전원에 의해서 구동될 수 있다.
이러한 진동 발생부(210)는 자극 제어부(240)에 의해서 제어되어 동작될 수 있다.
실시예로, 자극 제어부(240)는 운전자가 미리 설정해 둔 음악들 또는 스마트폰 등과 같은 휴대용 단말기 또는 내비게이션 등을 통해서 스트리밍되는 음악들의 악보의 마디를 해당 마디의 재생시간을 기준으로 분할하고 분할된 악보의 마디의 부분마다 진동을 발생하되, 분할된 악보의 마디 부분마다 진동 발생시간과 비진동 발생시간을 달리하여 진동을 발생하도록 진동 발생부(210)를 제어할 수 있다.
도 11을 참조하면, 악보의 1마디의 재생시간이 2400ms인 경우 해당 마디의 재생시간을 기준으로 악보의 1마디를 분할한다. 이때 분할 기준은 음표 길이를 따라 분할하거나 또는 재생시간을 n(양의 정수) 등분할 수 있다. n의 선택은 운전자 설정에 따라 달라질 수 있다. 도 11의 예시에서는 4등분으로 하는 것으로 예시되었다. 도 11에 도시된 악보 1마디의 재생시간이 2400ms인데 4등분하여 각 부분마다 600ms의 재생시간을 갖게 되었다. 이렇게 분할된 부분마다 각 재생시간 내에서 진동 발생부(210)는 진동을 발생할 수 있다. 이때 자극 제어부(240)는 분할된 악보의 마디의 부분마다 계속 진동이 발생하는 것이 아닌 진동과 비진동이 발생하도록 진동 발생부(210)를 제어할 수 있다. 나아가 분할된 악보의 마디의 부분마다 진동시간이 비진동시간보다 길게 제어할 수 있다.
자극 제어부(240)는 진동 발생부(210)를 제어하여, 상기 분할된 악보의 마디의 부분마다 첫 음에서 차량 스티어링 휠(H)에 장착된 위치를 기준으로 양방향으로 진동을 발생하고 일정시간 동안 비진동시간을 가지며 이후에 이어지는 음들에서 음의 높이를 기준으로 이전 음보다 낮은 경우 일방향으로 진동을 발생하며 높은 경우 다른 방향으로 진동을 발생할 수 있다.
도 11을 참조하면, 분할된 악보의 마디의 첫번째 부분에서 진동 발생부(210)의 진동부(212)는 자극 제어부(240)의 제어하여 제 1 진동모터(212a) 및 제 2 진동모터(212b)를 동시에 동작시켜 동일한 세기로 왼쪽 및 오른쪽 방향으로 진동을 발생한다.
이후 자극 제어부(240)는 제 1 진동모터(212a) 및 제 2 진동모터(212b)를 동작시켜 양방향(왼쪽 및 오른쪽)으로 진동을 발생한 후 일정시간 동안 비진동 시간을 가지며, 이후에 이어지는 음들의 경우 이전 음을 기준으로 이전 음보다 낮은 경우 왼쪽 방향으로 진동을 발생하도록 제 1 진동모터(212a)를 제어할 수 있으며 이전 음보다 높은 경우 오른쪽 방향으로 진동을 발생하도록 제 2 진동모터(212b)를 제어할 수 있다.
이때, 자극 제어부(240)는 일방향 또는 단방향으로 발생하는 진동보다 상기 양방향으로 발생하는 진동을 더 세게 발생하도록 진동부(212)를 제어할 수 있다.
광 조사부(220)는 도 12에 도시된 바와 같이 빛의 조사방향이 차량 스티어링 휠의 외측의 하측 방향을 향도록 차량 스티어링 휠에 장착될 수 있다.
이때 광 조사부(220)는 자극 제어부(240)와 블루투스 통신 등과 같은 무선통신을 통하여 데이터를 송수신하며, 자극 제어부(240)에 의해서 이루어지는 진동 발생부(210)의 진동 제어에 싱크(Synchronization) 되어 빛을 조사할 수 있다.
즉 광 조사부(220)는 진동 발생부(210)에서 발생하는 진동시간, 진동세기 및 진동방향에 동기되어 빛을 조사할 수 있다.
예를 들어, 진동 발생부(210)에서 진동방향이 양방향으로 발생하는 경우 도 12에 도시된 바와 같이 운전자를 기준으로 스티어링 휠(H)의 왼쪽 및 오른쪽에 설치된 광 조사부(220)들에서 진동시간 동안 진동세기에 비례하는 빛을 조사할 수 있다.
또 다른 예로, 진동 발생부(210)에서 진동방향이 왼쪽 방향으로 발생하는 경우 도 12에 도시된 바와 같이 운전자를 기준으로 스티어링 휠(H)의 왼쪽에 설치된 광 조사부(220)들에서 진동시간 동안 진동세기에 비례하는 빛을 조사할 수 있다.
다시 도 6에서 소리 발생부(230)는 운전자 위험상황 유발 환경에 대한 경고음을 발생한다. 이때 소리 발생부(230)는 자극 제어부(240)의 제어 하에 운전자 위험상황 유발환경에 대한 경고음을 발생하여 송출할 수 있다. 이러한 소리 발생부(230)는 차량 내부에 장착된 내비게이션에 설치되거나 또는 스마트폰 등과 휴대용 단말기 등일 수 있다.
소리 발생부(230)는 자극 제어부(240)의 제어 하에 진동 발생부(210)에서 발생하는 진동시간 및 진동세기 중 적어도 하나에 동기되어 경고음의 송출시간 및 송출세기 중 적어도 하나를 조절하여 경고음을 송출할 수 있다.
또한 소리 발생부(230)는 자극 제어부(240)의 제어 하에 광 조사부(210)에서 조사되는 빛의 조사시간 및 세기 중 적어도 하나에 동기되어 경고음의 송출시간 및 송출세기 중 적어도 하나를 조절하여 경고음을 송출할 수 있다.
자극 제어부(240)는 상기 운전자 위험상황 유발 환경이 예측되면 상기 진동 발생부(210), 광 조사부(220) 및 소리 발생부(230) 중 적어도 하나를 동작시켜 운전자를 자극시킬 수 있다.
다시 도 1에서, 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방 시스템은, 입력부(300)를 포함한다.
입력부(300)는 운전자로부터 자극 요청을 입력받는다. 이때 입력부(300)는 스마트폰 등과 같은 휴대용 단말기이거나 또는 차량 내부에 장착된 내비게이션 등일 수 있다.
이러한 입력부(300)를 통해서 운전자로부터 자극 요청을 받는 이유는, 운전자가 스스로 졸음 등의 위험상황이 발생한 것으로 판단되어 이러한 상황들로부터 벗어나도록 도와주기 위해서이다.
입력부(300)를 자극 요청이 있으면, 자극부(200)는 시각, 촉각 및 청각 중 적어도 하나의 방식으로 운전자에게 자극을 가한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방 시스템은 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 바로 운전자 위험상황 유발환경을 운전자가 자각하도록 시각, 촉각 및 청각 중 적어도 하나의 방식으로 자극을 주었다.
이와 다른 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 운전자 위험상황 예방시스템은, 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 시각, 촉각 및 청각 중 적어도 하나의 방식으로 자극을 주기 전에, 운전자에게 각성행동을 요청하는 과정을 더 수행할 수 있다. 이때 운전자의 각성행동은 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 실시예로 운전자에 대한 각성행동 요청은, 자극부(200)의 소리 발생부(230)를 통하여 <"위험상황이니 조심하세요"를 음성으로 입력하세요>라는 메시지를 음성으로 송출할 수 있다. 이에 운전자는 이러한 각성행동으로써 "위험상황이 조심하세요"라는 메시지를 입력부(300)를 통해서 음성으로 입력할 수 있다. 이에 대해서 자극 제어부(240)는 이렇게 음성 메시지가 입력되면 운전자가 각성행동을 한 것으로 판단하며, 만약 음성메시지가 입력되지 않아서 운전자가 각성행동을 하지 않은 것으로 판단되면, 진동 발생부(210), 광 조사부(220) 및 소리 발생부(230)를 제어하여 촉각, 시각 및 청각 중 적어도 하나로 운전자를 자극할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 운전자 생체신호, 차량 내부 환경정보, 차량 외부 환경정보 및 차량 주행 경로의 교통사고정보, 운전자의 차량 운전 정보 중 적어도 하나를 이용하여 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하는 예측부; 와
    상기 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 이를 운전자가 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 자극하는 자극부를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 예측부는,
    접촉식 및 비접촉식 중 적어도 하나로 운전자 생체신호를 검출하는 생체신호 검출부를 포함하며,
    상기 생체신호 검출부는,
    차량의 스티어링휠에 장착되어 운전자의 접촉에 의해서 운전자 생체신호를 검출하는 접촉 검출부; 와
    UWB(Ultra Wide Band) 임펄스를 송수신하여 비접촉식으로 운전자 생체신호를 검출하는 비접촉 검출부;를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 예측부는,
    운전자의 운전 모습을 촬영하는 카메라;
    상기 운전자 생체신호가 설정된 기준을 벗어난 상태에서, 상기 운전자의 운전모습 변화를 파악하는 파악부; 및
    상기 운전자의 운전모습 변화가 정상인 경우 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보에서 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호를 제외하거나 또는 상기 설정된 기준을 벗어난 운전자 생체신호에서 운전자 생체신호만을 추출하여서 상기 운전자 위험상황 유발 환경을 예측하기 위한 정보로 사용하는 판단부를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 예측부는,
    차량 내부의 조도를 감지하는 내부 조도 센서, 차량 내부의 온도를 감지하는 내부 온도 센서, 차량 내부의 CO2 농도를 감지하는 공기 감지 센서, 차량 내부의 습도를 감지하는 내부 습도 센서를 포함하며, 차량 내부의 조도, 온도, CO2 농도, 습도 중 적어도 하나를 포함하는 차량 내부 환경정보를 발생하는 내부 환경정보 발생부를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량 외부 환경정보는,
    날씨, 차량 외부 온도, 차량 외부 조도, 차량 외부 습도 중 적어도 하나를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전자의 차량 운전 정보는,
    운전 시간대, 운전 누적 시간, 운전 시작 전 수면시간 중 적어도 하나를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 자극부는,
    차량 스티어링 휠에 장착되며, 상기 차량 스티어링 휠에 장착된 위치를 기준으로 양방향, 단방향 또는 양방향 및 단반향으로 교번하여 진동을 발생하는 진동 발생부;
    빛의 조사방향이 차량 스티어링 휠의 외측을 향하도록 차량 스티어링 휠에 장착되는 광 조사부;
    운전자 위험상황 유발 환경에 대한 경고음을 발생하는 소리 발생부; 및
    상기 운전자 위험상황 유발 환경이 발생하면 상기 진동 발생부, 광 조사부 및 소리 발생부 중 적어도 하나를 동작시켜 운전자를 자극시키는 자극 제어부를 포함하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 진동 발생부는,
    음악의 악보의 마디를 해당 마디의 재생시간을 기준으로 분할하고 분할된 악보의 마디의 부분마다 진동을 발생하되, 분할된 악보의 마디 부분마다 진동 발생시간과 비진동 발생시간을 달리하여 진동을 발생하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 진동 발생부는,
    상기 분할된 악보의 마디의 부분마다 첫 음에서 상기 차량 스티어링 휠에 장착된 위치를 기준으로 양방향으로 진동을 발생하고 일정시간 동안 비진동시간을 가지며 이후에 이어지는 음들에서 음의 높이를 기준으로 이전 음보다 낮은 경우 일방향으로 진동을 발생하며 높은 경우 다른 방향으로 진동을 발생하되,
    일방향 또는 단방향으로 발생하는 진동보다 상기 양방향으로 발생하는 진동을 더 세게 발생하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    운전자로부터 자극 요청을 입력받는 입력부를 더 포함하며,
    상기 자극부는 상기 운전자의 자극 요청이 입력되면, 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 운전자를 자극하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 자극부는,
    상기 운전자 위험상황 유발환경이 예측되면 운전자에게 각성행동을 요청하고 운전자의 각성행동이 없으면 상기 운전자 위험상황 유발환경을 운전자가 자각하도록 촉각, 청각 및 시각 중 적어도 하나로 자극하는, 운전자 위험상황 예방 시스템.
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