KR20210034843A - 차량의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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김병관
김우석
어민성
조현웅
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Abstract

제어 장치 및 제어 방법이 개시된다. 제어 장치는 Wi-Fi 통신 모듈, 프로세서, 차량의 컴포넌트를 제어하는 컨트롤러 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 하나 이상의 상기 차량 내의 위치 정보 및 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴을 저장하고, 상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신하고, 상기 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신하고, 상기 프로세서는, 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하고, 상기 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 상기 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색하고, 상기 컨트롤러는, 상기 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 상기 컴포넌트를 제어한다.

Description

차량의 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A VEHICLE}
차량을 제어하는 기술에 관한 것으로, 제스쳐 등을 통해 차량을 제어하는 기술에 관한 것이다.
자동차에 IT 기술이 적용됨으로써 편의성이 향상되고 있다. 이에 따라 지금까지의 자동차와는 확연히 다른 새로운 시장이 형성되고 있으며, 운전자는 보다 적은 노력으로도 훨씬 안전하고 편안하게 운전할 수 있다. 예를 들어, BMW는 i8 스파이더 모델을 기반으로 한 “i 비전 퓨쳐 인터렉션(BMW i Vision Future Interaction)”이라는 컨버터블 형태의 전기 자동차를 공개했고, 차량에 탑재된 터치 스크린에 직접 손대지 않고 손의 움직임만으로 작동시키는 “에어터치(Air Touch)”라는 3D 제스처 인식 기능을 추가했다. 버디(BUDD-e) 역시 제스처 컨트롤 기능이 탑재되었고 볼륨 및 화면 조절 기능 뿐 아니라 차량의 문을 제스처로 열고 닫을 수 있는 기능도 탑재되었다.
일 실시예에 따른 제어 장치는 Wi-Fi 통신 모듈; 프로세서; 차량의 컴포넌트를 제어하는 컨트롤러; 및 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 하나 이상의 상기 차량 내의 위치 정보 및 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴을 저장하고, 상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신하고, 상기 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신하고, 상기 프로세서는, 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하고, 상기 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 상기 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색하고, 상기 컨트롤러는, 상기 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 상기 컴포넌트를 제어한다.
상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신할 수 있다.
상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신할 수 있다.
상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 송신 신호 또는 상기 반사 신호를 형성할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 해상도에 따라 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다.
상기 제어 장치는 조도 센서; 모션 센서; 적외선 센서; 또는 카메라를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 Wi-Fi 통신 모듈이 수신한 상기 반사 신호와 상기 조도 센서가 수신한 반사 신호, 상기 모션 센서가 수신한 반사 신호, 상기 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 상기 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다.
상기 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
상기 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
상기 Wi-Fi 통신 모듈은, 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz의 주파수를 이용하여 상기 송신 신호를 송신할 수 있다.
일 실시예에 따른 제어 방법은, Wi-Fi 통신 모듈에 의해, 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 하나 이상의 차량 내의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신하는 단계; 상기 Wi-Fi 통신 모듈에 의해, 상기 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신하는 단계; 프로세서에 의해, 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계; 상기 프로세서에 의해, 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 상기 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색하는 단계; 및 컨트롤러에 의해, 상기 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 상기 컴포넌트를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 송신하는 단계는, 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는, 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 송신하는 단계는, 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 송신 신호를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 수신하는 단계는, 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 반사 신호를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 획득하는 단계는, 상기 해상도에 따라 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 획득하는 단계는, 상기 Wi-Fi 통신 모듈이 수신한 상기 반사 신호와 조도 센서가 수신한 반사 신호, 모션 센서가 수신한 반사 신호, 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
상기 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 주파수는, 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 상기 방법을 실행하기 위한 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 제어 장치에 의해 차량이 제어되는 상황을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 Wi-Fi 통신 모듈로부터 빔포밍 기법에 의해 형성된 송신 신호를 이용하여 사용자의 제스쳐의 패턴을 획득하는 상황을 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어 장치를 이용하여 차량의 좌석에 따라 제어되는 서로 다른 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어 방법의 전체 구성을 도시한 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록들이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 해당 블록들의 순서가 뒤바뀌어 수행될 수도 있다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 제어 장치에 의해 차량이 제어되는 상황을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 차량(110)에 탑승한 승객의 상태나 동작을 감지하고, 감지된 상태나 동작에 대응하여 미리 정의된 기능을 수행할 수 있다. 제어 장치(100)는 데이터 통신을 위한 통신 모듈 및 다양한 센서를 이용하여 승객의 상태나 동작을 감지할 수 있다. 제어 장치(100)는 승객의 위치에 따라 승객의 상태나 동작의 인식 결과에 대응하여 상이한 종류의 기능을 수행할 수 있다. 이하에서, 승객은 오브젝트로 지칭될 수 있다. 오브젝트는 사람 또는 동물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈을 이용하여 차량 내에서 근거리 무선 단말기의 통신을 지원하는 동시에, Wi-Fi 통신 모듈의 송신 신호를 이용하여 승객의 상태나 동작을 감지하고 인식할 수 있다. 제어 장치(100)는 송신 신호를 차량 내부의 오브젝트에 조사하고, 오브젝트로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. 제어 장치(100)는 반사 신호를 분석하고, 미리 등록된 패턴과 매칭되는지 여부를 통해 오브젝트의 상태나 동작을 인식할 수 있다. 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈을 통해 포커싱(focusing)된 빔(beam)을 각각의 좌석의 특정 위치에 조사하고, 반사 신호를 분석하여 획득되는 입력 패턴을 파악하여 해당 좌석에 승객이 탑승해 있는지, 탑승한 승객의 종류, 예를 들어, 사람, 동물, 아이인지를 파악할 수 있다. 제어 장치(100)는 입력 패턴을 통해 표정이나 동작의 패턴을 인식할 수도 있다. 제어 장치(100)는 매칭되는 패턴에 대응되는 인스트럭션을 수행할 수 있다. 인스트럭션은 차량의 특정 컴포넌트의 특정 동작을 수행하는 기능에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈 및 다양한 센서를 통해 Wi-Fi 핫스팟 기능, 제스쳐 센싱 및 승객 모니터링을 구현할 수 있다. 여기서, Wi-Fi 핫스팟(hotspot) 기능은 Wi-Fi 통신 서비스를 제공하는 기능으로서, Wi-Fi 핫스팟(hotspot) 기능을 제공하는 무선 액세스 포인트(access appoint, AP)는 Wi-Fi 신호를 송신하고 수신한다. 제어 장치(100)는 무선 액세스 포인트의 역할을 수행할 수도 있고, 차량 내부의 라우터와 같은 별도의 무선 액세스 포인트를 통해 Wi-Fi 통신을 수행할 수도 있다. 제어 장치(100)는 스마트폰 또는 노트북 등의 무선 통신 단말기를 통해 무선 네트워크(WLAN)에 접속하여 초고속 인터넷과 각종 콘텐츠를 이용할 수 있게 하는 서비스를 승객에게 제공할 수 있다.
제스쳐 센싱 및 승객 모니터링은 Wi-Fi 통신 모듈 및 다양한 센서를 통해 구현될 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈은 빔포밍(beam forming) 기법을 통해 송신 신호 또는 수신 신호를 조정할 수 있다. 예를 들어, Wi-Fi 통신 모듈은 5G를 지원하는 Wi-Fi 통신 모듈을 이용할 수 있다. 5G는 향상된 성능을 가지는 기술 표준을 기초로 초광대역의 이동형 데이터 서비스, 초신뢰 저지연의 통신 서비스, 대규모의 사물 통신 서비스 등을 지원한다. 5G의 Wi-Fi 통신 표준인 802.11ay는 60GHz의 밀리미터파(mmWave) 대역을 활용하여 전력 사용을 최소화하면서도 초당 10기가비트 이상의 데이터 처리 기능을 제공한다. 밀리미터파 대역에 대응하여 5G의 무선 통신을 위한 통신 모듈의 단위 안테나의 크기는 1cm 이하로 작으며, 단위 안테나의 출력 파워가 크지 않기 때문에 안테나 어레이를 통해 송수신 시스템이 구축된다. 안테나 어레이는 위상 천이기(phase shifter) 및 감쇠기(attenuator)와 함께 하이브리드 빔포밍 기능을 수행할 수 있다.
제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 방식에 따라 정해진 주파수 대역을 사용하여 장애물을 탐지할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 주파수 변조 방식(frequency modulation), 위상 변조 방식(phase modulation), 직교 주파수 분할 다중 방식 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM), 펄스 방식(pulse), 스텝 펄스 방식(step pulse), 코드 분할 다중 접속 방식(Code-Division Multiple Access, CDMA) 등의 통신 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 60Ghz의 주파수를 사용할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz, 140GHz등 데이터 통신에 사용되는 모두 RF(radio frequency) 신호의 주파수가 사용될 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈은 내부의 복수개의 안테나의 빔포밍 기술을 이용하여 장애물을 탐지할 수 있다. 빔포밍은 빔포커싱(beam focusing)으로 지칭될 수 있다. 제어 장치(100)는 송신 신호 또는 수신 신호에 대하여 아날로그 빔포밍 또는 디지털 빔포밍 기법을 적용하여 빔을 형성할 수 있다.
제어 장치(100)는 승객으로부터 반사된 반사 신호를 분석하여 승객의 위치를 정확하게 판단하고 승객의 표정이나 동작을 인식할 수 있다. 빔포밍에 의해 반사된 반사 신호는 각도에 따라 해상도를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 해상도(angular resolution)가 3도이고 FoV(field of view)가 18 X18인 경우, 6X6의 픽셀 사이즈(pixel size)가 구현될 수 있다. 제어 장치(100)는 이러한 방식을 통해 각 좌석에 탑승한 오브젝트가 사람, 동물, 아이 중 어느 것인지를 판단할 수도 있고, 동작이나 얼굴을 보다 정밀하게 인식할 수도 있다.
제어 장치(100)는 IR 센서, 카메라, 모션 센서 등의 각종 센서를 이용하여 제스쳐 센싱 및 승객 모니터링을 수행할 수 있다. 이러한 센서들은 제어 장치(100) 내부에 포함될 수도 있고, 제어 장치(100)의 외부에 설치될 수도 있다. 제어 장치(100) 및 센서들은 차량의 운전석과 조수석 사이에 위치한 센터페시아(center　fascia), 백미러(rear mirror) 또는 차량의 천장에 배치될 수 있으나, 이러한 위치는 예시에 불과하며 다양한 위치에 배치될 수 있다.
제어 장치(100)는 제스쳐 센싱을 통해 운전자(101)의 시선이 분산되는 것을 막고 안전성을 높일 수 있다. 제어 장치(100)는 운전자(101)의 손 모양을 입체적으로 인식해 특정 기능을 수행할 수 있다. 제어 장치(100)는 손 모양 뿐만 아니라 손의 움직임 패턴을 파악하여 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 손바닥을 오른쪽에서 왼쪽으로 이동시키는 동작을 인식하고 차량의 멀티미디어 기기(AVN)에 표시되는 정보를 클러스터로 로딩할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 검지손가락을 시계 방향으로 회전시키는 동작에 대응하여 멀티미디어 기기의 음량을 올리고 반시계 방향으로 돌리는 동작에 대응하여 음량을 줄일 수 있다. 이밖에, 제어 장치(100)는 운전자의 제스쳐를 인식하고 주행과 관련된 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 자율 주행 모드의 온/오프를 변경하거나 좌회전/우회전 표시등의 온/오프를 변경할 수도 있다.
제어 장치(100)는 차량의 승객을 모니터링함으로써 승객의 편의성을 높일 수 있다. 제어 장치(100)는 좌석 설치된 압력 센서, 좌석의 헤드셋 방향으로 조정된 카메라 또는 IR 센서 등을 이용하여 사람의 유무 및 상태를 모니터링할 수 있다. 제어 장치(100)는 승객의 표정이나 몸짓, 제스쳐를 인식하고, 승객의 상태나 원하는 기능을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 뒷좌석에 앉은 아이(103)의 표정과 몸짓을 통해 아이의 감정을 분석하고, 지루함으로 판단되는 경우 아이(103)에게 적합한 애니메이션을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 승객의 제스쳐의 입력 패턴을 분석하고 이에 매칭되는 인스트럭션을 검색하여 에어컨을 작동시킬 수 있다.
제어 장치(100)는 미리 승객의 식별 정보를 등록할 수 있다. 식별 정보에는 승객의 생체 정보를 비롯하여 승객의 고유한 정보들을 포함할 수 있다. 제어 장치(100)는 승객의 식별 정보를 이용하여 차량의 컴포넌트들을 개인화할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 시트의 높낮이, 기울기, 시트의 온열 기능을 통해 조절되는 온도, 창문의 개폐 정도, 멀티미디어 기기에서 출력되는 컨텐츠 또는 조명의 조도 등을 승객의 고유한 취향에 맞게 개인화할 수 있다. 제어 장치(100)는 차량 내의 여러 승객을 인식할 수 있고, 각 승객의 취향에 따라 옆 승객을 방해하지 않는 선에서 오디오 또는 콘텐츠를 설정해 각자에게 맞는 음악이나 영화를 제공할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어 장치의 전체 구성을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈(201), 프로세서(203), 차량의 컴포넌트를 제어하는 컨트롤러(205) 및 메모리(207)를 포함한다. 여기서, 메모리(207)는 하나 이상의 차량 내의 위치 정보 및 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴을 저장한다. 다른 실시예에 따르면, 컨트롤러(205)는 제어 장치(100)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(205)는 차량의 제어 장치의 일부에 포함될 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(205)는 제어 장치(100)와 유선 또는 무선 통신에 의해 연결될 수 있다.
Wi-Fi 통신 모듈(201)은 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신한다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz의 주파수를 이용하여 송신 신호를 송신할 수 있다. 이들은 예시에 불과하며, 데이터 통신에 사용되는 모두 RF(radio frequency) 신호의 주파수가 사용될 수 있다.
Wi-Fi 통신 모듈(201)은 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신한다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(203)는 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하고, 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색한다. 프로세서(203)는 등록된 오브젝트의 복수의 입력 패턴을 기초로 뉴럴 네트워크를 학습하고, 학습된 뉴럴 네트워크를 이용하여 현재 입력되는 입력 패턴을 통해 등록된 오브젝트를 인식할 수도 있다.
Wi-Fi 통신 모듈(201)은 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 송신 신호 또는 반사 신호를 형성할 수 있다. 가시광선과 유사하게 송신 신호 역시 전자기파의 일종으로서 반사 신호는 일정한 해상도를 가질 수 있다. 프로세서(203)는 미리 해상도를 설정할 수 있고, Wi-Fi 통신 모듈(201)는 설정된 해상도에 따라 빔포밍 방식을 변경할 수 있다. 프로세서(203)는 해상도에 따라 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다. 프로세서(203)는 해상도를 높게 설정함에 따라 보다 정밀하게 입력 패턴을 분석할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(203)는 뒷좌석에 앉은 승객의 표정을 분석하고 분석 결과를 기초로 승객의 감정 또는 신체 상태를 판단하고, 판단 결과를 기초로 대응되는 기능을 수행할 수 있다.
제어 장치(100)는 조도 센서, 모션 센서, 적외선 센서 또는 카메라를 더 포함할 수 있다. 프로세서(203)는 Wi-Fi 통신 모듈(201)이 수신한 반사 신호와 조도 센서가 수신한 반사 신호, 모션 센서가 수신한 반사 신호, 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다. 프로세서(203)는 미리 학습된 뉴럴 네트워크를 통해 이들 입력 패턴을 분석하고 매칭되는 기능을 수행할 수 있다. 이처럼, Wi-Fi 통신 모듈(201)과 함께 다양한 센서를 사용함으로써 제어 장치(100)는 보다 정확하게 승객의 동작, 상태 또는 형상을 파악하고 승객이 의도하는 기능을 수행할 수 있다.
컨트롤러(205)는 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 컴포넌트를 제어한다. 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 인스트럭션은 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 인스트럭션은 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 기능들 및 분류는 예시에 불과하며 각각의 좌석에 대응하여 제어될 수 있는 인스트럭션은 이에 한정되지 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 Wi-Fi 통신 모듈로부터 빔포밍 기법에 의해 형성된 송신 신호을 이용하여 사용자의 제스쳐의 패턴을 획득하는 상황을 도시한 도면이다.
빔포밍은 송신 신호 또는 수신 신호에 지향성을 부여하는 기법이다. Wi-Fi 통신 모듈(201)Wi-Fi 통신 모듈(201)은 특정 방향으로 송신 신호를 방사하거나 반사 신호를 수신하도록 안테나를 제어할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 어레이 안테나와 같은 복수의 안테나를 제어하여 특정 방향을 향하는 빔을 형성할 수 있다. 특정 방향으로 신호의 지향성을 만들어낸다는 점에서 빔포밍 기법은 공간적인 필터링(Spatial Filtering)을 수행한다. 또한, 공간 채널 상에 여러 신호를 결합하여 송신한다는 점에서 빔포밍은 공간 다중화(Spatial Multiplexing)를 수행한다.
도 3을 참조하면, Wi-Fi 통신 모듈(201)은 복수의 안테나(311, 313)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나(311, 313)는 어레이 안테나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나(311, 313)는 선형 배열 안테나(Linear Array Antenna), 평면 배열 안테나(Planar Array Antenna), 비평면 배열 안테나(Nonplanar Array Antenna), 고정 배열 안테나 (Fixed Array Antenna), 위상 배열 안테나(Phased Array Antenna) 등일 수 있다. 다만, 이들은 예시에 불과하며, 다양한 안테나가 사용될 수 있다.
Wi-Fi 통신 모듈(201)은 빔포밍의 방향에 따라 송신 신호 또는 수신 신호가 향하는 방향을 다양하게 변경할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 송신 신호 또는 수신 신호의 방향을 좌석에 따라 제어할 수 있다. 예를 들어, 운전석의 경우 스티어링휠(steering wheel) 또는 기어(gear) 손잡이의 위치로 송신 신호(303)가 조사될 수 있다. 예를 들어, 보조 좌석이나 뒷좌석의 경우 승객의 머리가 위치하는 헤드셋의 위치로 송신 신호(301)가 조사될 수 있다. 다만, 이러한 위치는 예시적인 것이며 송신 신호가 향하는 방향은 다양하게 설정될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어 장치를 이용하여 차량의 좌석에 따라 제어되는 서로 다른 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 차량(110)은 제어 장치(100)를 포함할 수 있다. 제어 장치(100)는 차량의 백미러(rear mirror) 근처에 배치될 수도 있고 차량의 천장 중앙에 배치될 수도 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 제어 장치(100)에 포함될 수도 있고, 모든 좌석을 커버하기 위하여 제어 장치(100)의 외부에 복수로 설치될 수도 있다. 후자의 경우, 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈(201)과 무선/유선으로 통신할 수 있다.
제어 장치(100)는 반사 신호를 분석하여 판단되는 좌석의 종류 또는 위치에 따라 서로 다른 기능을 수행할 수 있다. 제어 장치(100)는 좌석에 따라 상이한 종류의 인스트럭션들을 수행할 수 있다. 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 인스트럭션은 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 정보가 운전자(101)의 운전석에 대응되는 경우, 컨트롤러(205)는 방향 표시등의 점멸, 헤드라이트의 점멸, 미러의 위치 조정, 비상등의 점멸, 와이퍼의 동작과 같은 보조적인 기능 뿐만 아니라 자율 주행 모드의 실행, 변속, 수동/자동의 변경, 가속/감속, 긴급 정지, 방향의 전환 등과 같은 주행을 위한 주요 기능을 수행할 수도 있다. 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 인스트럭션은 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 위치 정보가 조수석이나 뒷좌석에 대응되는 경우, 예를 들어, 위치 정보가 승객(103)이 앉은 뒷좌석에 대응되는 경우, 컨트롤러(205)는 조명의 밝기, 창문의 개폐 정도, 시트의 각도 및 위치, 멀티미디어 기기의 조작, 에어컨의 온도 및 세기, 시트의 온열 기능, 스피커의 출력 및 스피커로 출력되는 컨텐츠의 선택 등과 같은 편의 기능을 제어할 수 있다. 다만, 이러한 기능들 및 분류는 예시에 불과하며 각각의 좌석에 대응하여 제어될 수 있는 인스트럭션은 이에 한정되지 않는다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어 방법의 전체 구성을 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 단계(501)에서, Wi-Fi 통신 모듈(201)은 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 하나 이상의 차량 내의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은, 예를 들어, 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz의 주파수를 이용하여 송신 신호를 송신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(503)에서, Wi-Fi 통신 모듈(201)은 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신할 수 있다.
Wi-Fi 통신 모듈(201)은 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 송신 신호를 형성할 수 있다. Wi-Fi 통신 모듈(201)은 해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 반사 신호를 형성할 수 있다.
제어 장치(100)는 해상도에 따라 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다. 제어 장치(100)는 Wi-Fi 통신 모듈(201)이 수신한 반사 신호와 조도 센서가 수신한 반사 신호, 모션 센서가 수신한 반사 신호, 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(505)에서, 제어 장치(100)는 프로세서에 의해, 반사 신호를 분석하여 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(507)에서, 제어 장치(100)는 프로세서에 의해, 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(509)에서, 제어 장치(100)는 컨트롤러에 의해, 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 컴포넌트를 제어할 수 있다.
위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 인스트럭션은 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다. 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 인스트럭션은 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (17)

  1. Wi-Fi 통신 모듈;
    프로세서;
    차량의 컴포넌트를 제어하는 컨트롤러; 및
    메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 하나 이상의 상기 차량 내의 위치 정보 및 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴을 저장하고,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈은,
    미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신하고,
    상기 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하고,
    상기 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 상기 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 상기 컴포넌트를 제어하는,
    제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈은,
    복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신하는,
    제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈은,
    복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신하는,
    제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈은,
    해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 송신 신호 또는 상기 반사 신호를 형성하고,
    상기 프로세서는,
    상기 해상도에 따라 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는,
    제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    조도 센서;
    모션 센서;
    적외선 센서; 또는
    카메라를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈이 수신한 상기 반사 신호와 상기 조도 센서가 수신한 반사 신호, 상기 모션 센서가 수신한 반사 신호, 상기 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 상기 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는,
    제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함하는,
    제어 장치.

  7. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함하는,
    제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈은,
    26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz의 주파수를 이용하여 상기 송신 신호를 송신하는,
    제어 장치.
  9. Wi-Fi 통신 모듈에 의해, 미리 정해진 주파수로 Wi-Fi 통신 방식에 따라 하나 이상의 차량 내의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신 신호를 송신하는 단계;
    상기 Wi-Fi 통신 모듈에 의해, 상기 송신 신호에 대응하여 오브젝트에 반사된 반사 신호를 수신하는 단계;
    프로세서에 의해, 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 하나 이상의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 등록 패턴 중에서 상기 입력 패턴에 매칭되는 등록 패턴을 검색하는 단계; 및
    컨트롤러에 의해, 상기 등록 패턴에 대응하는 인스트럭션에 따라 상기 컴포넌트를 제어하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는,
    복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 송신 신호를 상기 하나 이상의 위치 정보에 대응하는 위치로 송신하는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는,
    복수의 안테나를 이용하여 빔포밍 방식으로 형성된 반사 신호를 수신하는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 송신하는 단계는,
    해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 송신 신호를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 수신하는 단계는,
    해상도 별로 설정된 빔포밍 방식을 이용하여 상기 반사 신호를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 해상도에 따라 상기 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계
    를 포함하는, 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 Wi-Fi 통신 모듈이 수신한 상기 반사 신호와 조도 센서가 수신한 반사 신호, 모션 센서가 수신한 반사 신호, 적외선 센서가 수신한 반사 신호 또는 카메라가 수신한 반사 신호를 분석하여 상기 오브젝트의 제스쳐, 얼굴 또는 형상의 입력 패턴을 획득하는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 위치 정보가 운전석에 대응되는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 주행 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션 및 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함하는,
    제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 위치 정보가 운전석에 대응되지 않는 경우, 상기 인스트럭션은 상기 차량의 편의 기능 관련 컴포넌트의 인스트럭션을 포함하는,
    제어 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 미리 정해진 주파수는, 26GHz, 38GHz, 60GHz, 79GHz, 94GHz 또는 140GHz를 포함하는,
    제어 방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.







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