KR20220064659A - 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 열화상 카메라를 통해 사용자의 호흡 주기 및 호흡량을 계산하고, 사용자가 수면 상태에 해당하는지 여부를 판단하여 알람 신호를 출력하는 차량 및 그 제어방법을 제공할 수 있다. 일 측면에 의한 차량은 사용자의 호흡 온도, 사용자의 안면 온도 및 사용자의 심부위 온도를 측정하는 제1 센서부, 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하는 제2 센서부, 제1 센서부에 기초하여 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고, 측정한 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우, 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 상기 사용자가 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우 상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량 및 그 제어방법 {VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }
본 발명은 사용자가 수면 상태에 해당하는지를 판단하는 차량 및 차량의 제어방법에 관한 것이다.
열화상 카메라는 열을 추적, 탐지하여 화면으로 한 눈에 보여주는 장치를 말한다. 일반 카메라는 사람의 눈과 같은 구조를 하고 있어 우리 눈이 보는 것과 유사한 모습을 담아내지만 열화상 카메라는 오직 열을 이용하여 촬영하는 특수 장비이다. 이러한 점을 이용하여 화상 카메라는 최근 여러 분야에서 유용하게 사용되고 있다. 무인항공기에 열화상 카메라를 장착하여 산불 감시활동을 하기도 하고, 가축의 질병 여부를 손쉽게 판단하기도 한다.
최근 졸음 운전으로 인한 교통 사고가 많아지고 있는 상황이다. 그에 따라 졸음 운전을 방지하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 기술 분야에 열화상 카메라를 이용하여 사용자의 수면 상태 여부를 판단하는 기술을 접목시키는 방안을 고려할 수 있다.
열화상 카메라를 통해 사용자가 내뱉는 들숨, 날숨을 분석하여 수면 상태에 해당하는지를 판단하고, 이를 운전 중인 사용자에게 적용시킬 수 있다.
본 발명은 열화상 카메라를 통해 사용자의 호흡 주기 및 호흡량을 계산하고, 사용자가 수면 상태에 해당하는지 여부를 판단하여 알람 신호를 출력하는 차량 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
일 측면에 의한 차량은 사용자의 호흡 온도, 상기 사용자의 안면 온도 및 상기 사용자의 심부위 온도를 측정하는 제1 센서부,사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하는 제2 센서부 및 제1 센서부에 기초하여 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고, 측정한 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우, 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 사용자가 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우 사용자에게 각각의 상태에 따른 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량보다 많고, 상기 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 호흡 주기보다 긴 경우, 상기 사용자의 심부위 온도와 상기 사용자의 안면 온도 차이가 미리 정해진 일정 온도 차이보다 적으면 제1 알람 신호를 출력할 수 있다.
상기 차량은 AVN 및 클러스터를 더 포함할 수 있고,
상기 제어부는, 상기 AVN(Audio Video Navigation)를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 클러스터를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 핸들에 진동을 전달하는 동작 또는 사용자의 시트에 진동을 전달하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함 하는 제1 알람 신호를 출력할 수 있다.
상기 제1 센서부는, 분당 호흡량 및 분당 호흡수를 측정하는 것을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 제2 알람 신호를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 상기 차량의 창문을 개방하는 동작 또는 경고 부저음을 울리는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제2 알람 신호를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제2 분당 호흡량보다 적거나, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제2 분당 호흡수보다 적으면, 상기 사용자의 상태를 위험 상태로 판단하여 상기 사용자의 상태 정보 데이터를 응급 센터로 전송하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 차량의 시동이 온 되면, 미리 정해진 시간 동안 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 계산하고, 계산된 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 상기 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량의 제어 방법은, 사용자의 호흡 온도, 상기 사용자의 안면 온도 및 상기 사용자의 심부위 온도를 측정하고, 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하고, 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고, 측정한 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우, 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 상기 사용자가 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우 상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은, 상기 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량보다 많고, 상기 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 호흡 주기보다 긴 경우, 상기 사용자의 심부위 온도와 상기 사용자의 안면 온도 차이가 미리 정해진 일정 온도 차이보다 적으면 제1 알람 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은 AVN(Audio Video Navigation)를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 클러스터를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 핸들에 진동을 전달하는 동작 또는 사용자의 시트에 진동을 전달하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제1 알람 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
상기 차량의 제어 방법은, 분당 호흡량 및 분당 호흡수를 측정하는 것을 더 포함하고, 상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은, 상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적은 경우 제2 알람 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은,
상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 상기 차량의 창문을 개방하는 동작 또는 경고 부저음을 울리는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함 하는 제2 알람 신호를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
상기 차량의 제어 방법은, 상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제2 분당 호흡량보다 적거나, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제2 분당 호흡수보다 적으면, 상기 사용자의 상태를 위험 상태로 판단하여 상기 사용자의 상태를 응급 센터로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하는 것은, 상기 차량의 시동이 온 되면, 미리 정해진 시간 동안 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 계산하고, 계산된 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 상기 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 차량 및 그 제어방법은 카메라를 통해 사용자의 호흡 주기 및 호흡량을 계산하고, 사용자가 수면 상태에 해당하는지 여부를 판단하여 사용자가 수면 상태에 해당하는 경우 알람 신호를 출력하여 사용자에게 교통 사고가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다..
도 1은 일 실시예에 의한 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 2은 일 실시예에 의한 차량의 제어 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 의한 카메라로 촬영한 이미지 분석을 통해 호흡량 및 호흡 주기를 계산하는 동작을 예시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 의한 사용자가 각성 상태에 해당하는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 사용자가 수면 상태에 해당하는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 사용자의 호흡이 멈추었는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함할 수 있다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하는 동작을 나타낸 도면이다. 도2는 일 실시예에 의한 차량(1)의 제어 구성을 도시한 도면이다. 도 1및 도 2를 살펴보면, 차량(1)은 사용자의 호흡 온도, 사용자의 안면 온도 및 사용자의 심부위 온도를 측정하는 제1 센서부(100), 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하는 제2 센서부(300), , 제1 센서부(100)에 기초하여 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고, 측정한 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우, 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 사용자가 수면 전 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우 사용자에게 각각의 상태에 따른 알람 신호를 출력하는 제어부(200)를 포함할 수 있다. 또한 차량은 AVN(Audio Video Navigation) (101) 및 클러스터(102)를 포함할 수 있다.
제1 센서부(100)는 제1 센서부(100) 및 제2 센서부(300)는 카메라 안에 함께 포함될 수 잇으며, 제1 센서부(100) 또는 제2 센서부(300) 중 한 가지만이 카메라 안에 내장될 수 있고, 나머지 하나는 차량(1) 내의 다른 위치에 설치될 수 있다. 제1 센서부(100) 및 제2 센서부(300)가 카메라 내부의 위치로 한정되지 않는다. 제1 센서부(100)는 열화상 카메라를 의미할 수 있다. 제1 센서부(100)는 사용자의 심장 부근의 온도인 심부위 온도, 사용자 안면부의 온도를 측정할 수 있으며, 사용자의 들숨 및 날숨의 온도를 측정할 수 있다. 구체적인 동작은 추후에 서술하도록 한다. 제2 센서부(300)는 이산화탄소 농도 측정 센서를 의미할 수 있다. 이산화탄소 농도 측정 센서는 CO2 NDIR(Non-dispersive infrared 비분산 적외선) 또는 CO2 IR(Infrared 적외선)을 이용할 수도 있으며, 그 외에도 일반적으로 사용되는 이산화탄소 측정 센서일 수 있다. 대기 중 평상시의 이산화탄소는 대략 0.03퍼센트에 해당하나, 사람의 날숨의 경우 평균적으로 4퍼센트 정도에 해당하고, 사람의 들숨의 경우 0.03퍼센트의 이산화탄소에 해당하여 사용자의 호흡을 대기중의 공기와 구별할 수 있을 수 있다. 이산화탄소 농도가 4퍼센트가 아니더라도 사람에 따라서 각각의 이산화탄소 농도가 다를 수 있기에 차량은 사용자의 호흡에 따른 이산화탄소 농도를 미리 측정 및 저장할 수 있다. 차량은 이산화탄소 농도 뿐만 아니라 사용자가 각성 상태, 수면 상태 또는 각성 상태나 수면 상태에 해당하기 전에 평상시 호흡수, 호흡 주기, 분당 호흡수, 분당 호흡량 등을 미리 측정 및 저장할 수도 있다. 이산화탄소, 각성 상태, 수면 상태 또는 각성 상태나 수면 상태에 해당하기 전에 평상시 호흡수, 호흡 주기, 분당 호흡수, 분당 호흡량 등에 대한 정보는 저장부에 미리 저장할 수도 있으며, 저장부 외에도 다양한 장치를 이용하여 저장할 수 있다. 제어부는 사용자가 각성 상태, 수면 상태로 판단되는 경우 각각의 상태에 따른 알림 신호를 출력할 수 있다. 수면 전 각성 상태란 사람이 수면 상태로 들어가기 직전의 특정 상태를 의미할 수 있다. 수면 상태란 사람이 잠이 든 상태를 의미할 수 있으며, REM(Rapid eye movement sleep) 상태 또는 비 REM(Non Rapid eye movement sleep) 상태로 잠자고 있는 것을 의미할 수 있다. 제어부는 클러스터(102), AVN(Audio Video Navigation)를 통해 알람 신호를 출력할 수 있으며 HUD를 통해 신호를 출력할 수도 있다. 또한 핸들(103), 시트(104) 등에 진동시키는 알람 신호를 출력할 수도 있다. 또한 제어부는 차량(1)의 창문을 개방하거나 FATC (Full Automatic Temperature Control) 모드를 통해 외부 공기를 유입시켜 이산화탄소 농도를 줄일 수 있다. 자율 주행차의 경우 자율적으로 안전한 위치에 차량(1)을 이동하도록 제어하는 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자가 호흡 정지 상태라고 판단되는 경우 TMS(Telephone Management System)를 통해 응급 센터로 사용자의 위기 상태를 알리기 위해 사용자의 위기 상태 정보 데이터를 전송할 수 있다. 제어부(200)는 제1 센서부(100) 및 제2 센서부(300)로부터 획득한 사용자의 호흡 온도, 사용자의 안면 온도, 사용자의 심부위 온도, 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도에 기초하여 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고, 이를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 사용자가 각성 상태에 해당하는지 또는 수면 상태에 해당하는지 여부를 판단하고, 사용자의 상태에 따른 알람 신호를 출력할 수 있다. 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기는 평소에 사용자의 각성 상태 또는 수면 상태 당시의 호흡량 및 호흡 주기를 측정 또는 저장한 데이터를 기초로 결정할 수 있다. 또한 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기는 사용자가 차량의 시동을 온 한 후, 초기 단계에서 미리 정해진 시간 동안의 사용자의 호흡량 및 호흡 주기로 결정될 수 있다. 미리 정해진 시간이란 미리 설정될 수 있으며, 사용자의 호흡량 및 호흡주기에 기초하여 정해질 수도 있다. 구체적으로 제어부(200)는 제1 센서부(100) 및 제 2센서부(300)로부터 획득한 초기 단계에서 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도에 기초하여 호흡량 및 호흡수를 계산하고, 이를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기로 결정할 수 있다. 제어부는 또한 사용자의 분당 호흡수 및 분당 호흡량을 측정하여 호흡 정지 상태인 것을 판단할 수 있다. 제어부(200)는 제1 센서부(100) 및 제2 센서부(300)로부터 획득한 사용자의 호흡 온도, 사용자의 안면 온도, 사용자의 심부위 온도, 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도에 기초하여 사용자의 분당 호흡량 및 분당 호흡수를 판단할 수 있다. 사용자의 호흡 상태를 판단하는 동작은 후에 자세하게 서술하도록 한다.
제어부(200)는 차량(1)의 제반 동작을 제어하는 프로세서로서, 동력 계통의 동작 전반을 제어하는 전자 장치(ECU; Electronic Control Unit)의 프로세서일 수 있다. 또한 제어부(200)는 차량(1) 내에 내장된 각종 모듈, 기기 등의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 의하면 제어부(200) 차량(1) 내에 내장된 각종 모듈, 기기 등을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 각 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 전술 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램 및 이와 관련된 각종 데이터가 저장된 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함 할 수 있다. 또한 제어부(200)는 차량(1)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적될 수 있으며, 프로세서(processor)에 의해 동작될 수 있다. 다만, 차량(1)(1)에 내장된 시스템 온 칩이 하나만 존재하는 것은 아니고, 복수 개일 수도 있으므로, 하나의 시스템 온 칩에만 집적되는 것으로 제한되지 않는다.
제어부(200)는 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 통해 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다.
도 2에 도시된 차량(1)의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 2에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 카메라로 촬영한 이미지 분석을 통해 호흡량 및 호흡 주기를 계산하는 동작을 예시한 도면이다.
도 3을 구체적으로 살펴보면, 제1 센서부(100)를 통해 사용자가 내뱉는 날숨과 들이쉬는 들숨의 공기 온도를 감지할 수 있다. 가장 상단의 이미지(13-1)를 살펴보면 사용자가 뱉는 날숨의 온도를 제1 센서부(100)로 측정한 것으로서, 구체적으로 살펴보면 온도에 따라서 열화상 카메라로 촬영되는 이미지에 색상 차이가 발생하게 된다. 사용자의 호흡량은 이미지상에 있는 좌측의 일정 부분(11-1)의 길이(20-1)로 판단할 수 있다. 호흡량이 많으면 이미지상에 있는 좌측의 일정 부분의 길이가 늘어나게 되고, 호흡량이 적으면 이미지상에 있는 좌측의 일정 부분의 길이가 줄어들게 된다. 사용자의 호흡 주기는 사용자의 들숨 또는 날숨이 측정되는 시간을 체크하여 판단할 수 있다. 사용자가 숨을 들이쉬는 경우 날숨에 비해 온도가 낮기에 중단의 이미지와 같이 날숨에서 감지되었던 가장 상단의 이미지상에 있는 좌측의 일정 부분이 감지되지 않거나 미세하게 감지되게 된다. 사용자의 들숨 이후 다시 날숨을 뱉게 되면 제1 센서부(100)가 가장 하단의 이미지와 같은 온도를 감지하게 된다. 이때 들숨에서 다음 들숨까지 걸리는 시간을 측정하여 사용자의 호흡 주기를 판단하게 된다. 사용자의 호흡 주기는 날숨 후 다음 날숨 까지 걸리는 시간을 측정하여 사용자의 호흡 주기를 판단할 수도 있다. 이 외에도 제1 센서부(100) 및 제2 센서부(300)를 이용하여 보편적으로 사용되는 다양한 방법으로 사용자의 호흡량 및 사용자의 호흡 주기를 판단할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 사용자가 각성 상태에 해당하는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다. 도 4를 구체적으로 살펴보면, 제어부(200)는 사용자가 수면 전 각성 상태에 해당하는지를 판단하여 알람 신호를 출력하는 동작을 도시한 순서도이다. 우선 도 3에서 설명한 방식으로 사용자의 호흡량, 호흡주기 및 이산화탄소 농도를 측정(1001)하게 된다. 미리 정해진 이산화탄소 농도는 사용자의 호흡이라고 판단하기 위해 필요한 기준값을 의미할 수 있다. 이후 측정한 호흡량, 호흡주기 및 이산화탄소 농도를 미리 정해진 제1호흡량, 미리 정해진 호흡 주기, 미리 정해진 이산화탄소 농도와 비교(1002)하게 된다. 미리 정해진 제 1 호흡량 및 미리 정해진 제 1 호흡 주기는 사용자가 수면 전 각성 상태라고 판단되기 위해 미리 정해진 호흡량 및 호흡 주기의 기준값을 의미할 수 있다. 측정된 이산화탄소의 농도 값이 미리 정해진 이산화탄소 농도보다 크고, 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량 보다 작거나, 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 제 1 호흡 주기보다 짧다면 다시 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 측정하고, 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량 값 보다 크고, 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 제 1 호흡 주기보다 길다면 심부위의 온도와 피부의 온도를 측정하여 심부위 온도와 안면부의 피부의 온도 차이를 측정하게 된다(1003). 사용자가 수면 전 각성 상태에 도달하는 과정에서 심부위의 온도가 낮아져 심부위 온도와 안면부의 온도 차이가 작아질 수 있으며, 반대로 안면부의 온도가 높아져 심부위 온도와 안면부의 온도 차이가 작아질 수도 있다. 심부위와 안면부의 피부 온도 차이가 미리 정해진 온도 차이와 비교한 후(1004), 심부위와 안면부의 피부 온도 차이가 미리 정해진 온도 차이보다 큰 경우 수면 전 각성 상태가 아니라고 판단하여 다시 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 측정하게 된다. 심부위와 안면부의 피부 온도 차이가 미리 정해진 온도 차이보다 큰 경우 사용자의 상태를 수면 전 각성 상태로 판단(1005)하게 되고, 제어부(200)는 제1 알람 신호를 출력(1006)할 수 있다. 미리 정해진 온도 차이란 일반적으로 사람이 수면 전 각성 상태에 해당할 때 심부위와 안면부의 피부 온도 차이를 의미할 수 있고, 저장부 등에 미리 저장된 사용자가 수면 전 각성 상태에 해당할 때의 심부위와 안면부의 평균적인 온도 차이를 의미할 수 있다. 제1 알람 신호를 출력하는 것은 AVN(Audio Video Navigation)를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 클러스터를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 핸들에 진동을 전달하는 동작 또는 사용자의 시트에 진동을 전달하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 사용자가 수면 상태에 해당하는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다.
도 5를 구체적으로 살펴보면, 제어부(200)는 사용자의 분당 호흡량, 분당 호흡수 및 이산화탄소 농도를 측정하고(2001), 사용자의 분당 호흡량, 분당 호흡수 및 이산화탄소 농도를 미리 정해진 제1 분당 호흡량, 미리 정해진 제1 분당 호흡수 및 미리 정해진 이산화탄소 농도와 비교하고(2002), 사용자의 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량 보다 크거나, 사용자의 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 크거나 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도보다 작으면 사용자가 수면 상태라고 판단하지 않고 다시 분당 호흡량 ,분당 호흡수 및 이산화탄소 농도를 측정하게 되고, 사용자의 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량 보다 작고, 사용자의 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 작으면서 이산화탄소 농도가 미리 정해진 제1 이산화탄소 농도보다 큰 경우 사용자가 수면 상태에 해당한다고 판단(2003)하게 되고, 사용자에게 제2 알람 신호를 출력(2004)하게 된다. 제2 알람 신호를 출력하는 것은 차량의 창문을 개방하는 동작 또는 경고 부저음을 울리는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함할 수 있다.
경고 부저음은 클락션 및 스피커를 포함할 수 있다. 또한 제2 알람은 제1 알람의 동작을 동시에 수행할 수도 있다.
도 6은 일 실시예에 의한 사용자의 호흡이 멈추었는지를 판단하는 동작을 도시한 순서도이다.
도 6을 구체적으로 살펴보면, 제1 센서부(100)는 분당 호흡량, 분당 호흡수 및 이산화탄소 농도를 측정(3001)할 수 있다. 분당 호흡량, 분당 호흡수 및 이산화탄소 농도를 미리 정해진 제2 분당 호흡량, 미리 정해진 제2 분당 호흡수 및 미리 정해진 이산화탄소 농도와 비교할 수 있다(3002). 이때 분당 호흡량이 미리 정해진 제2 분당 호흡량보다 적다면 사용자의 상태를 다음으로 분당 호흡수를 측정할 수 있다. 측정된 분당 호흡수도 미리 정해진 제2 분당 호흡수 보다 적고, 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도보다 높다면 호흡 정지 상태로 판단할 수 있다(3003). 미리 정해진 제2 분당 호흡량 및 미리 정해진 제2 분당 호흡수는 일반적으로 호흡을 하지 못하고 있는 사람의 분당 호흡량 및 분당 호흡수를 의미할 수 있다. 일반적으로 호흡을 하지 못하고 있는 사람의 분당 호흡량 및 분당 호흡수는 0 또는 0에 근접한 수치일 수 있다. 사용자의 호흡이 정지된 상태로 판단하게 되면 사용자의 상태를 위험 상태로 판단하여 사용자의 상태 정보 데이터를 응급 센터로 전송(3004)하도록 제어할 수 있다. 분당 호흡량 및 분당 호흡수가 0이 아니더라도 호흡이 느껴지지 않을 정도라고 판단되는 수치라면 사용자의 상태를 응급 센터로 전송하도록 제어할 수 있다. 또한 사용자의 상태 정보를 응급 센터로 전송하는 것 외에도 자율 주행차의 경우 안전한 위치로 차를 이동시킬 수도 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1:차량
100:제1 센서부
200:제어부
300:제2 센서부
500:카메라

Claims (14)

  1. 사용자의 호흡 온도, 상기 사용자의 안면 온도 및 상기 사용자의 심부위 온도를 측정하는 제1 센서부;
    상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하는 제2 센서부; 및
    제1 센서부에 기초하여 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고,
    측정한 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우,
    상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기 각각과 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교한 결과에 기초하여
    상기 사용자가 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우
    상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량보다 많고, 상기 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 호흡 주기보다 긴 경우,
    상기 사용자의 심부위 온도와 상기 사용자의 안면 온도 차이가 미리 정해진 일정 온도 차이보다 적으면 제1 알람 신호를 출력하는 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    AVN(Audio Video Navigation); 및
    클러스터;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 AVN(Audio Video Navigation)를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 클러스터를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 핸들에 진동을 전달하는 동작 또는 사용자의 시트에 진동을 전달하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제1 알람 신호를 출력하는 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서부는,
    분당 호흡량 및 분당 호흡수를 측정하는 것을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 제2 알람 신호를 출력하는 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 상기 차량의 창문을 개방하는 동작 또는 경고 부저음을 울리는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제2 알람 신호를 출력하는 차량.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제2 분당 호흡량보다 적거나,
    상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제2 분당 호흡수보다 적으면,
    상기 사용자의 상태를 위험 상태로 판단하여 상기 사용자의 상태 정보 데이터를 응급 센터로 전송하도록 제어하는 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 시동이 온 되면, 미리 정해진 시간 동안 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 계산하고,
    계산된 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 상기 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기로 결정하는 차량.
  8. 사용자의 호흡 온도, 상기 사용자의 안면 온도 및 상기 사용자의 심부위 온도를 측정하고,
    상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도를 측정하고,
    상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 판단하고,
    측정한 상기 사용자의 호흡 내 이산화탄소 농도가 미리 정해진 이산화탄소 농도 이상인 경우,
    상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하여 상기 사용자가 각성 상태 또는 수면 상태로 판단되는 경우 상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은,
    상기 사용자의 호흡량이 미리 정해진 호흡량보다 많고, 상기 사용자의 호흡 주기가 미리 정해진 호흡 주기보다 긴 경우,
    상기 사용자의 심부위 온도와 상기 사용자의 안면 온도 차이가 미리 정해진 일정 온도 차이보다 적으면 제1 알람 신호를 출력하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은,
    AVN(Audio Video Navigation)를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 클러스터를 통해 경고 화면을 출력하는 동작, 핸들에 진동을 전달하는 동작 또는 사용자의 시트에 진동을 전달하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제1 알람 신호를 출력하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    분당 호흡량 및 분당 호흡수를 측정하는 것을 더 포함하고,
    상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 제2 알람 신호를 출력하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각성 상태 또는 상기 수면 상태 각각의 상태에 대응되는 알람 신호를 출력하는 것은,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제1 분당 호흡량보다 적고, 상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제1 분당 호흡수보다 적으면 상기 차량의 창문을 개방하는 동작 또는 경고 부저음을 울리는 동작 중 적어도 하나의 동작을 포함하는 제2 알람 신호를 출력하는 차량의 제어 방법.

  13. 제11항에 있어서,
    상기 분당 호흡량이 미리 정해진 제2 분당 호흡량보다 적거나,
    상기 분당 호흡수가 미리 정해진 제2 분당 호흡수보다 적으면,
    상기 사용자의 상태를 위험 상태로 판단하여 상기 사용자의 상태를 응급 센터로 전송하는 것을 더 포함하는 차량의 제어 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기와 비교하는 것은,
    상기 차량의 시동이 온 되면, 미리 정해진 시간 동안 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 계산하고,
    계산된 상기 사용자의 호흡량 및 호흡 주기를 상기 미리 정해진 호흡량 및 미리 정해진 호흡 주기로 결정하는 것을 포함하는 차량의 제어 방법.
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