KR20210100252A - 운전자 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20210100252A
KR20210100252A KR1020200013794A KR20200013794A KR20210100252A KR 20210100252 A KR20210100252 A KR 20210100252A KR 1020200013794 A KR1020200013794 A KR 1020200013794A KR 20200013794 A KR20200013794 A KR 20200013794A KR 20210100252 A KR20210100252 A KR 20210100252A
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light emitting
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KR1020200013794A
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김광화
이승곤
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(주)파트론
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Abstract

본 발명은 운전자 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템은 적외선 대역의 광을 반사시키는 반사부재; 상기 적외선 대역의 광을 생성하여, 운전자의 안면에 조사하는 발광부; 및 상기 적외선 대역의 광을 감지하는 카메라부;를 포함하고, 상기 카메라부는 상기 운전자의 안면에서 반사된 상기 적외선 대역의 광이 상기 반사부재에 의해 반사된 후, 직접 수광하여 감지한다.

Description

운전자 모니터링 시스템{Driver monitoring system}
본 발명은 운전자 모니터링 시스템에 관한 것이다.
현대 사회에서 차량의 폭발적인 증가와 더불어 각종 교통사고에 의한 사망자도 증가하는 추세다. 이러한 교통 사고 사망자를 최대한 줄이기 위하여 자동차의 안정성 향상과 보행자 보호를 위해 사고를 미리 방지하기 위한 기술이 개발되고 있다. 예컨대, 안전 운전을 위해 차량에는 졸음운전 경보 시스템, 야간 장애물 감지 시스템, 차의 위험상태 경보 시스템 등의 안전운전 보조 시스템이 장착되고 있다.
안전 운전 보조 시스템 중 운전자 상태 감시 시스템(Driver Status Monitoring, DSM)은 졸음 또는 운전과 관계없는 불필요한 행동으로 인한 운전자의 전방 주시 태만을 경고하는 시스템이다.
본 발명은 운전자 모니터링 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템은 적외선 대역의 광을 반사시키는 반사부재; 상기 적외선 대역의 광을 생성하여, 운전자의 안면에 조사하는 발광부; 및 상기 적외선 대역의 광을 감지하는 카메라부;를 포함하고, 상기 카메라부는 상기 운전자의 안면에서 반사된 상기 적외선 대역의 광이 상기 반사부재에 의해 반사된 후, 직접 수광하여 감지한다.
상기 반사부재는 상기 적외선 대역의 광을 반사하고, 가시광선 대역의 광을 투과시킬 수 있다.
상기 반사부재는 차량 유리에 설치되되, 상기 차량 유리는 차량의 전면 유리일 수 있다.
상기 반사부재는 필름 형태로 형성되고, 상기 차량 유리의 내측면에 부착되거나, 상기 차량 유리의 내부에 삽입될 수 있다.
상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 차량의 대시보드에 장착되되, 상기 대시보드는 상기 대시보드의 상면으로부터 내부로 함몰된 형태의 수용홈이 구비되고, 상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 수용홈에 수용될 수 있다.
상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 차량의 대시보드의 상면으로부터 돌출되어 설치될 수 있다.
상기 발광부에서 생성된 상기 적외선 대역의 광은 상기 운전자의 안면에 직접 조사되거나, 상기 반사부재에만 반사되어 상기 운전자의 안면에 조사할 수 있다.
상기 반사부재에 이미지를 투사하는 헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD) 장치를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 헤드업 디스플레이 장치가 투사하는 이미지는 상기 반사부재에서 상이 형성될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템은 상기 카메라부가 상기 운전자의 안면에서 반사된 상기 적외선 대역의 광이 상기 반사부재에 의해 반사된 후, 직접 수광하여 감지함으로써, 운전자의 안면에 대한 적외선 이미지의 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 운전자 모니터링 시스템의 구조 블록을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 운전자 모니터링 시스템이 동작되는 일례를 간략히 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 1에서 반사부재(300)의 위치를 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 1에서 발광부(100)와 카메라부(200)가 대시 보드(30)에 구비되는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에서 발광부(100)가 운전자(10)에게 직접 적외선 대역의 광을 조사하는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에 헤드업 디스플레이가 추가로 더 구비된 예를 설명하기 위한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 운전자 모니터링 시스템의 구조 블록을 설명하기 위한 도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 운전자 모니터링 시스템이 동작되는 일례를 간략히 설명하기 위한 도이고, 도 4는 도 1에서 반사부재(300)의 위치를 보다 상세하게 설명하기 위한 도이고, 도 5는 도 1에서 발광부(100)와 카메라부(200)가 대시 보드(30)에 구비되는 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템의 일례는 발광부(100), 카메라부(200), 반사부재(300)를 포함하고, 카메라부(200)에서 촬영한 영상을 처리하여, 운전자(10)의 상태를 판단한 후, 후속 처리를 수행하는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다.
반사부재(300)는 적외선 대역의 광을 반사시키는 기능을 수행하고, 가시광선 대역의 광을 투과시킬 수 있다. 이와 같은 반사부재(300)는 필름 형태로 차량의 유리에 설치될 수 있으며, 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 전면 유리(20)에 부착되어 설치될 수 있다.
이와 같은 반사부재(300)는 투명한 필름 형태로 구비될 수 있으며, 발광부(100)에서 조사되는 적외선 대역의 광이 운전자(10)의 안면에서 반사될 때, 카메라부(200)는 반사부재(300)를 통하여 운전자(10)의 안면에 반사되는 반사광을 촬영할 수 있다.
발광부(100)는 적외선 대역의 광을 생성하여 운전자(10)의 안면에 조사할 수 있다. 이와 같은 발광부(100)는 자동차의 대시 보드(30)에 설치될 수 있으며, 적외선 대역의 광을 생성하기 위해, 적외선 LED(light-emitting diode)가 이용될 수 있으며, 발광부(100)가 조사하는 적외선은 일례로, 운전자(10)에 대한 영향을 최소화하기 위하여 0.75μm ~ 1.4μm 파장 대역의 근적외선(Near-infrared)일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
여기서, 일례로, 발광부(100)에서 조사되는 적외선 대역의 광이 운전자(10)의 안면에 조사될 때, 반사부재(300)에 의해서만 반사될 수 있다. 즉, 발광부(100)에서 조사되는 적외선 대역의 광은 반사부재(300)의 의해 한 반만 반사된 이후, 운전자(10)의 안면에 조사될 수 있다.
카메라부(200)는 적외선 대역의 광을 감지할 수 있으며, 운전자(10)인 피사체에 의해 반사되는 반사광을 수광하여, 발광부(100)가 조사되는 영역을 촬영할 수 있다.
이와 같은 카메라부(200)는 운전자(10)의 안면에서 반사된 적외선 대역의 광이 반사부재(300)에 의해 반사된 후, 직접 수광하여 감지할 수 있다. 이를 위해, 카메라부(200) 역시 자동차의 대시 보드(30)에 설치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 카메라부(200)는 운전자(10)의 안면에서 반사된 반사광이 반사부재(300)에 의해 한번만 반사된 후, 수광하므로, 운전자(10)의 안면에 대한 적외선 이미지를 보다 명확하게 감지할 수 있어, 적외선 이미지의 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 카메라부(200)에 의해 촬영된 적외선 이미지는 도 2에 도시된 제어부(400)에 의해 영상 처리될 수 있다. 이를 위해, 제어부(400)는 영상 처리부(410), 상태 판단부(420) 및 후속 처리부(430)를 포함할 수 있다.
이와 같은 제어부(400)는 도 2, 3과 같이, 발광부(100)에서 운전자(10)의 안면에 적외선 대역의 광을 조사(S1)하면, 카메라부(200)는 운전자(10)의 안면에서 반사된 반사광을 반사부재(300)를 통하여 촬영(S2)하여, 운전자(10)의 안면에 대한 적외선 이미지를 획득할 수 있다.
이후, 영상 처리부(410)는 카메라부(200)에서 촬영된 적외선 이미지를 영상처리 할 수 있다(S3). 즉, 적외선 이미지로부터 운전자(10)의 안면에 대한 이미지를 추출할 수 있다. 일례로, 적외선 이미지로부터 운전자(10)의 눈, 코, 입, 눈동자에 대한 특징점을 추출할 수 있다.
이후, 상태 판단부(420)에서는 영상 처리부(410)에서 추출된 운전자(10)의 눈, 코, 입, 눈동자에 대한 특징점을 분석하여, 운전자(10)의 시선이 향하는 방향과 눈의 개폐 여부를 확인하여, 운전자(10)의 상태를 판단할 수 있다(S4).
후속 처리부(430)에서는, 상태 판단부(420)에서 운전자(10)의 시선과 눈의 개폐 여부를 분석한 결과, 일례로, 운전자(10)가 졸고 있거나, 전방 주시에 소홀한 경우, 후속 처리부(430)에서 경고음 내지 경고 안내 음성 메시지를 발생시켜, 운전자(10)에게 경고를 수행하여, 후속 처리를 수행할 수 있다(S5).
한편 도 1에서 전술한 반사부재(300)는 필름 형태를 가지고, 차량의 전면 유리(20)에 부착되어 구비될 수 있다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 차량의 전면 유리(20)가 일례로 이중층 구조를 가질 수 있으며, 여기서, 차량의 전면 유리(20)는 차량의 외부에 일측면이 노출되는 제1 유리층(20a)과 차량의 실내에 일측면이 노출되는 제2 유리층(20b)을 포함할 수 있다.
여기서, 반사부재(300)는 도 4의 (a)와 같이, 차량의 전면 유리(20) 중 차량의 실내에 일측면이 노출되는 제2 유리층(20b)의 내측면에 부착될 수 있거나, 도 4의 (b)와 같이, 차량의 전면 유리(20) 중 제1 유리층(20a)과 제2 유리층(20b) 사이에 구비될 수 있다. 도 4의 (b)와 같이, 차량의 전면 유리(20) 중 제1 유리층(20a)과 제2 유리층(20b) 사이에 반사부재(300)가 구비된 경우, 반사부재(300)에 대한 내구성을 더 오래 지속시킬 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에서, 발광부(100) 및 카메라부(200)는 차량의 대시 보드(30)에 장착될 수 있다. 이를 위해, 대시 보드(30)는 도 5의 (a)와 같이, 발광부(100) 및 카메라부(200)를 수용하기 위하여, 대시 보드(30)의 상면으로부터 내부로 함몰된 형태의 수용홈(30R)이 구비될 수 있다.
이와 같은 대시 보드(30)에 구비된 수용홈(30R)에는 도 5의 (b)와 같이, 발광부(100) 및 카메라부(200)가 수용되어 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 발광부(100) 및 카메라부(200)는 하나의 모듈 박스 내에 구비될 수 있으며, 발광부(100) 및 카메라부(200)를 구비한 모듈 박스가 도 5의 (b)와 같이 수용홈(30R)에 삽입되어 설치될 수 있다. 이때, 모듈 박스 내에는 발광부(100)와 카메라부(200) 뿐만 아니라, 제어부(400)도 함께 구비될 수 있다.
이때, 발광부(100) 및 카메라부(200)는 도 5의 (b)와 같이, 차량의 대시 보드(30)의 상면으로부터 돌출되어 설치될 수 있다.
도 1에서는 본 발명의 일례에 따른 발광부(100)에서 조사된 적외선 대역의 광이 반사부재(300)만을 통하여 반사되어, 운전자(10)의 안면에 조사되는 경우를 일례로 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 대해, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에서 발광부(100)가 운전자(10)에게 직접 적외선 대역의 광을 조사하는 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 7은 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에 헤드업 디스플레이가 추가로 더 구비된 예를 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템에서, 발광부(100)에서 생성된 적외선 대역의 광은 반사부재(300)에 의해 한 번만 반사되어, 운전자(10)의 안면에 조사되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정된 것은 아니고, 도 6에 도시된 바와 같이, 발광부(100)에서 생성된 적외선 대역의 광이 운전자(10)의 안면에 직접 조사되는 것도 가능하다.
이를 위해, 도 6과 같이, 발광부(100)는 반사부재(300)를 향하는 카메라부(200)의 배치 방향과 반대로, 운전자(10)를 향하여 배치될 수 있다. 이와 같이, 발광부(100)가 직접 운전자(10)를 향하여 배치되는 경우, 운전자(10)의 안면에 대한 보다 선명한 적외선 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템은 도 7에 도시된 바와 같이, 반사부재(300)에 이미지를 투사하는 헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD, 500) 장치를 더 포함할 수 있고, 헤드업 디스플레이 장치(500)가 투사하는 이미지는 반사부재(300)에서 상(예로, 80Km)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일례에 따른 운전자 모니터링 시스템은 발광부(100) 및 카메라(200)를 구비하는 하나의 모듈 박스에, 헤드업 디스플레이 장치(500)도 함께 구비되도록 하여, 운전자(10)의 편의를 보다 증강시킬 수 있으며, 운전자 모니터링 시스템을 위한 별도의 공간을 확보할 필요 없이, 헤드업 디스플레이 장치도 함께 운전자 모니터링 시스템을 하나의 공간에 구비되도록 하여, 대시 보드(30)의 외관을 보다 수려하게 할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 발광부 200: 카메라부
300: 반사부재 400: 제어부

Claims (10)

  1. 적외선 대역의 광을 반사시키는 반사부재;
    상기 적외선 대역의 광을 생성하여, 운전자의 안면에 조사하는 발광부; 및
    상기 적외선 대역의 광을 감지하는 카메라부;를 포함하고,
    상기 카메라부는 상기 운전자의 안면에서 반사된 상기 적외선 대역의 광이 상기 반사부재에 의해 반사된 후, 직접 수광하여 감지하는 운전자 모니터링 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부재는 상기 적외선 대역의 광을 반사하고, 가시광선 대역의 광을 투과시키는 운전자 모니터링 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부재는 차량 유리에 설치되는 운전자 모니터링 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 차량 유리는 차량의 전면 유리인 운전자 모니터링 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 반사부재는 필름 형태로 형성되고, 상기 차량 유리의 내측면에 부착되거나, 상기 차량 유리의 내부에 삽입되는 운전자 모니터링 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 차량의 대시보드에 장착되되,
    상기 대시보드는 상기 대시보드의 상면으로부터 내부로 함몰된 형태의 수용홈이 구비되고,
    상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 수용홈에 수용되는 운전자 모니터링 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 카메라부는 상기 차량의 대시보드의 상면으로부터 돌출되어 설치되는 모니터링 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부에서 생성된 상기 적외선 대역의 광은
    상기 운전자의 안면에 직접 조사되거나, 상기 반사부재에만 반사되어 상기 운전자의 안면에 조사하는 운전자 모니터링 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부재에 이미지를 투사하는 헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD) 장치를 더 포함하는 운전자 모니터링 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 헤드업 디스플레이 장치가 투사하는 이미지는 상기 반사부재에서 상이 형성되는 운전자 모니터링 시스템.
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