KR20230024346A - 차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템 - Google Patents

차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템 Download PDF

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롤프 헤텔
토비아스 듀저
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아베엘 리스트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템에 관한 것이다. 운전자 보조 시스템은 적어도 하나의 내부 센서를 포함하고, 차량의 운전자를 모니터링하기 위하여 적어도 하나의 내부 센서의 센서 신호를 처리하도록 설계된다. 시스템은 운전자의 생리학적 상태를 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 수단, 및 센서 신호가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 운전자 보조 시스템에 의해 제공되도록 운전자 보조 시스템과 상호작용하는 인터페이스를 가지고, 상기 속성은 운전자의 생리학적 상태, 특히 운전자의 주의력, 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 내부 센서가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 센서 신호를 생성할 수 있도록 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있다. 또한, 본 발명은 대응하는 방법에도 관련된다.

Description

차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템
본 발명은 차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템에 관한 것이고, 운전자 보조 시스템은 적어도 하나의 내부 센서를 포함하며, 차량의 운전자를 모니터링하기 위하여 적어도 하나의 내부 센서의 센서 신호를 처리하도록 설계된다. 운전자 보조 시스템을 사용함으로써 자동화되거나 높게 자동화된 주행이 가능한 차량, 특히 자율주행 레벨 3 내지 5의 차량(예를 들어 SAE 표준 J3016 참조)은 차량의 운전 보조를 짧은 신속하게 이루어지게 보장하기 위해서 운전자의 주의력을 모니터링해야 한다.
도로 안전성을 능동적으로 증가시키기 위해서, 운전자 보조 시스템은 현대의 자동차에서는 점점 더 많이 사용되고 있다. 예를 들어, 적응적 크루즈 제어(Adaptive Cruise Control; ACC)라고도 알려져 있는 적응적 자동 차량 간격 제어 기능은 운전자에 의해 선택된 소망되는 속력을 앞서가는 차량으로부터의 거리에 맞추어 적응적으로 조절한다. 운전자 보조 시스템의 추가적인 예는 ACC 스톱-앤-고 시스템인데, 이것은 ACC에 추가적으로, 교통 체증 시 또는 교통이 정지되었을 때의 차량의 자동 진행에 영향을 주는 ACC 스톱-앤-고, 차량을 차선 내에 유지시키는 차선 이탈 경고 또는 차선 보조 시스템, 예를 들어 차량으로부터 운동 에너지를 흡수하고 충돌을 피할 수 없다면 잠재적으로 추가적인 조치들을 개시하기 위하여, 충돌이 예상될 때 제동을 준비 또는 개시하는 사전-충돌 시스템들이다.
이러한 운전자 보조 시스템은 운전자가 주의집중(attentive) 상태에 있기를, 다르게 말하면, 과다피로 상태이거나 주의분산(inattentive) 상태가 아니기를 기대한다.
안전성을 높이기 위해서, 운전자 보조 시스템에는 따라서 운전자의 주의력 또는 생리학적 상태를 결정하는 디바이스가 점점 많이 장착되고 있다.
운전자가 양호한 생리학적 상태가 아니라는 것이 검출되면, 예를 들어 경고가 발행되거나 운전자 보조 시스템의 적절한 응답이 개시된다. 이렇게 하면 운전자가 운전 행위에 집중한다는 것이 보장된다.
문헌 EP 2 284 057은 자동차의 운전자를 보조하는 운전자 보조 시스템의 하나 이상의 파라미터를 적응시키기 위한 방법에 관한 것인데, 이것은 다음 단계들을 포함한다:
운전자의 현재 주시 방향을 시선 방향 검출을 이용하여 결정하는 단계, 운전자가 도로를 바라보지 않고 있는 시간 기간을 현재 주시 방향으로부터 결정하는 단계, 및 결정된 시간 기간이 미리 정의된 임계 시간 값을 초과하면 운전자 보조 시스템의 파라미터 또는 파라미터들을 적응시키는 단계.
본 발명의 하나의 과제는 운전자 보조 시스템의 최적화를 보장하는 과제이다. 특히, 본 발명의 목적은, 예를 들어 앞서 인용된 운전자 보조 시스템 및 특히 자율주행 레벨 3 내지 5의 차량에 대한 운전자 보조 시스템의 테스트를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립 청구항에 따른, 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템 및 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 방법에 의해서 해결된다. 추가적인 실시형태들은 종속항에서 청구된다.
본 발명의 제 1 양태는 차량 내의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템으로서, 상기 운전자 보조 시스템은 적어도 하나의 내부 센서를 가지고, 차량의 운전자를 모니터링하기 위하여 상기 적어도 하나의 내부 센서의 센서 신호를 처리하도록 설계되며, 상기 시스템은,
운전자의 생리학적 상태, 특히 운전자의 주의력(attentiveness), 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 적어도 하나의 내부 센서가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 센서 신호를 생성할 수 있도록 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있는 적어도 하나의 물리적 속성을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 수단; 및
센서 신호가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 상기 운전자 보조 시스템에 제공되도록 상기 운전자 보조 시스템과 상호작용하는 인터페이스를 포함하는, 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제 2 양태는, 특히 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 이용하여 차량의 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 방법으로서,
상기 운전자 보조 시스템은 적어도 하나의 내부 센서를 가지고, 차량의 운전자를 모니터링하기 위하여 상기 적어도 하나의 내부 센서의 센서 신호를 처리하도록 설계되고, 상기 방법은,
운전자의 생리학적 상태, 특히 주의력, 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 적어도 하나의 내부 센서가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 센서 신호를 생성하도록 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있는, 운전자의 적어도 하나의 물리적 속성이 시뮬레이션되는 단계: 및
상기 센서 신호가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 상기 운전자 보조 시스템에 제공되는 단계를 포함하는, 운전자 보조 시스템 테스트 방법에 관한 것이다.
본 발명의 두 가지 추가적 양태는 컴퓨터에 의하여 실행될 때 컴퓨터가 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법의 단계들을 실행하도록 독려하는 명령을 보유한 컴퓨터 프로그램, 및 이러한 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다.
본 발명은 객체화되고 재현가능한 입력을 이용하는 운전자 모니터링을 위한 적어도 하나의 내부 센서를 포함하는 운전자 보조 시스템을 테스트하는 접근법에 기반한다.
본 발명의 시스템은 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있는 운전자의 물리적 속성을 자극하기 위하도 구성된, 이러한 목적을 위한 시뮬레이션 수단을 포함한다. 내부 센서의 센서 신호는 인터페이스, 특히 자극 디바이스를 통하여 운전자 보조 시스템에 제공된다. 바람직하게는, 이를 통하여 자극 디바이스는 이것이 실제 운전자를 관찰하고 있는 것처럼 적어도 하나의 내부 센서가 센서 데이터를 출력하도록, 운전자를 에뮬레이션한다.
또는, 센서 데이터는 내부 센서의 센서 칩으로의 소위 주입에 의하여, 또는 또한 운전자 보조 시스템으로의 시뮬레이션된 센서 데이터의 직접 주입에 의해서도 생성될 수 있다.
이를 통하여, 내부 센서에 관련된 운전자 보조 시스템의 기능성은 시뮬레이션된 데이터를 이용하여 테스트될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 내부 센서 또는 그 센서 칩도 역시 테스트될 수 있다. 후자의 경우, 물리적 신호 기록 유닛, 특히 카메라의 광학기에 의해 생성된 신호 교란이 운전자 보조 시스템 및/또는 센서 칩을 테스트할 때에 분리처리된다(factored out). 그러나, 추가적으로, 칩 및/또는 운전자 보조 시스템이 인위적인 신호 열화 또는 교란을 어떻게 처리하는지를 학습하기 위하여, 이것들도 역시 시뮬레이션될 수 있다.
운전자의 적어도 하나의 물리적 속성을 시뮬레이션함으로써, 내부 센서 및/또는 운전자 보조 시스템으로의 입력이 정밀하고 재현가능하게 제어될 수 있다. 대부분의 경우에, 실제 사람에게 이것을 수행하기에는 매우 어려울 것이다. 주의력 및 활동이 실제 사람에 의해서는 여전히 제한된 정도로 모사될 수 있지만, 실제 사람은 명령을 받았다고 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 만들어낼 수 없다. 더욱이, 실제 트래픽에서 사용될 경우, 실제 운전자가 운전자 보조 시스템의 응답을 테스트하기 위해서 주의력을 분산시키는 것에 중점을 둔다면 매우 위험할 것이다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법을 이용하면, 운전자의 복수 개의 생리학적 상태가 재현될 수 있고, 운전자 보조 시스템은 이제 이들에 기반하여 테스트될 수 있다. 그의 제스쳐, 얼굴 표정, 자세 및 차량 내부와의 접촉을 포함하는 운전자 전체로서, 그리고 운전자의 일부, 예를 들어 그의 얼굴 또는 스티어링 휠 위에 있는 그의 손의 위치 양자 모두가 이를 통하여 재현될 수 있다.
바람직하게는, 시뮬레이션 수단은 신호, 특히 센서 신호를 생성하도록 설계되는데, 이것은 차량의 내부 센서의 관점으로부터의 정보를 보여준다. 여기에서 가장 중요한 것은 신호가 운전자의 물리적 속성을 내부 센서의 가시 범위 내에서 표시한다는 것이다. 또한 운전자의 물리적 속성 표시의 관점도 중요하다. 마지막으로 중요한 것은, 개인의 신체 부분의 위치 및 표시된 신체 및 개별적으로 묘사된 신체 부분의 비율이다.
이러한 시스템의 하나의 바람직한 실시형태에서, 인터페이스는 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 내부 센서를 자극하도록 구성된 자극 디바이스이다. 이러한 경우에, 운전자 보조 시스템은 차량 내에 설치된 전체로서 테스트될 수 있다. 센서 또는 내부 센서 및 운전자 보조 시스템의 데이터 처리 유닛 사이의 데이터 연결에 대한 수정은 필요하지 않다. 하지만, 내부 센서는 차량 외부에 배치되고 외부에서 자극을 받을 수도 있다. 또한, 본 발명은 운전자 보조 시스템을 차량이 없이 그 자체로 테스트할 수 있다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 자극 디바이스는 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 수신될 응답 신호를, 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 방출된 신호에 기반하여 생성하도록 구성되고, 상기 응답 신호는 상기 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 생성되며, 운전자는 상기 응답 신호를 생성할 때에 에뮬레이션되는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 실시형태는 스캐닝 신호를 방출하는 내부 센서를 가지는 운전자 보조 시스템도 테스트할 수 있게 한다. 이것은, 예를 들어 초음파 센서 또는 심지어 포토다이오드일 수 있다.
추가적인 바람직한 실시형태에서, 자극 디바이스는 자극 디바이스의 다음 그룹으로부터 선택된다: 디스플레이 스크린(6a, 6b, 6e), 라우드스피커, 심박수 자극기, 손 에뮬레이터, 체중 에뮬레이터. 적절한 자극 디바이스 또는 디바이스들을 선택하면 내부 센서 또는 센서들을 최적으로 자극할 수 있게 된다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 자극 디바이스는 바람직하게는 하우징을 내장하고 구조적 유닛 내에 수용될 수 있는 내부 센서를 가지는 구조적 유닛으로서 설계되고, 내부 센서는 테스트될 운전자 보조 시스템의 적어도 하나의 내부 센서에 특히 기능적으로 및/또는 구조적으로 대응하거나, 테스트될 운전자 보조 시스템의 내부 센서이며, 자극 디바이스는 센서 신호가 자극 디바이스로부터 운전자 보조 시스템으로 송신될 수 있도록 하는 신호 송신을 위하여, 테스트될 운전자 보조 시스템에 연결될 수 있다. 이러한 바람직한 실시형태는 내부 센서와 자극 디바이스 모두가 차량 외부에, 특히 실제 테스트 벤치 밖의 위치에 위치될 수 있게 한다. 이를 통하여, 차량 또는 운전자 보조 시스템 자체의 테스트 벤치 동작에 의해서 내부 센서 또는 센서의 자극에 간섭이 일어나는 것이 방지될 수 있다.
더 바람직한 실시형태에서, 적어도 내부 센서는 컴포넌트, 특히 차량의 컴포넌트, 바람직하게는 차량의 대시보드 또는 스티어링 휠 내에 배치 및/또는 설치되고, 이러한 컴포넌트는 상기 시뮬레이션 모듈에 의해 수용될 수 있다. 이러한 예시적인 실시형태에 따르면, 운전자 보조 시스템의 내부 센서는 보통 동작 중의 자신의 환경으로부터 제거될 필요가 없고, 이를 통해서 운전자 보조 시스템을 이러한 환경 내에서 테스트할 때에 상호작용이 고려될 수 있다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 자극 디바이스는 운전자의 시트 및/또는 기어 셀렉터 레버 및/또는 스티어링 휠에 장착되도록 구성된다. 이를 통하여, 운전자 보조 시스템의 내부 센서의 자극이 실제 차량 내에서, 따라서 또한 실제 차량 동작 또는 테스트 벤치 상에서의 주행 동작 중에 실현될 수 있다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 자극 수단은 원시 센서 데이터를 생성하도록 구성되고, 인터페이스는 원시 센서 데이터를 내부 센서의 센서 칩, 특히 카메라의 인식 칩 내로 주입하도록 구성된다. 이러한 실시형태는 센서의 픽-업 소자; 즉 측정 신호를 전기적인, 특히 아날로그인 신호로 변환하는 센서의 부품(카메라의 경우에는 광학기)과 무관하게 운전자 보조 시스템을 처리할 수 있게 한다. 일면에서는, 센서 칩 또는 각각 센서 칩과 운전자 보조 시스템의 상호작용이 이를 통하여, 픽-업 소자 간섭이 없이 테스트될 수 있고, 다른 면으로는, 픽-업 소자 간섭이 운전자 보조 시스템, 또는 내부 센서의 인식 칩 각각이 이것을 어떻게 처리하는지에 대하여 선택적으로 시뮬레이션되고 모니터링될 수도 있다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 물리적 속성은, 다음 속성들의 그룹: 생체측정 속성(biometric properties), 착좌 위치, 자세, 손 위치, 시선 방향(viewing direction), 얼굴 표정, 특히 모자, 마스크 또는 선글라스에 기인하여 가려진 가시 범위, 체중, 혈압, 심박수, 눈 움직임, 눈꺼풀 움직임, 동공 크기 또는 운전자의 혈중 알코올 농도 중에서 선택된다.
추가적인 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 내부 센서는 다음 센서들의 그룹: 카메라, 특히 입체 카메라, 바람직하게는 적외선 카메라, 용량성 센서, 포토다이오드, 기계적 힘 센서 또는 저항성 센서, 스티어링 각도 센서, 스티어링 토크 센서 또는 마이크로폰 중에서 선택된다.
이러한 시스템의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 물리적 속성은 운전자 신원을 추가적으로 특징결정한다. 이를 통하여, 운전자 보조 시스템을 운전자에 관련하여 별개로 테스트할 수 있다. 추가적으로, 차량 시스템의 식별 기능이 테스트될 수 있다.
이러한 테스트 벤치의 하나의 바람직한 실시형태에서, 자극 디바이스는 테스트 벤치에 신호 송신 연결만을 이용하여, 바람직하게는 케이블, 버스 시스템, 특히 필드 버스를 이용하여, 및/또는 무선 연결을 이용하여 연결된다. 그러면, 자극 디바이스 및 또한 운전자 보조 시스템의 대응하는 내부 센서가 테스트 벤치 외부에 위치될 수 있다.
이러한 방법의 하나의 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 물리적 속성은 운전자 모델을 이용하여 모델링된다. 운전자의 모델을 사용하면, 매우 다양한 운전자의 생리학적 상태 또는 이와 연관된 물리적 속성을 시뮬레이션할 수 있다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 운전자 모델은 운전자 애니메이션, 특히 3D 애니메이션을 포함하고, 이것은 생리학적 상태를 에뮬레이션할 수 있다. 바람직하게는, 실제 데이터에 기반하여 모델이 훈련된다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 시뮬레이션은 상기 데이터 내의 하나 이상의 생리학적 상태가 알려져 있는 실제 사람의 기록된 데이터, 특히 사람의 비디오 데이터에 기반한다. 이러한 실시형태는 특히 구현하기가 쉽고, 운전자 모델을 구축하거나 각각 훈련시키지 않고서 테스트할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시형태에서, 운전자 모델은 생리학적 상태를 에뮬레이션할 수 있는 운전자 애니메이션, 특히 3D 애니메이션을 포함한다. 이를 통하여 특히 내부 센서로서 카메라를 포함하는 운전자 보조 시스템의 특히 사실적인 테스트가 가능해진다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 운전자 모델은 실제 사람으로부터 특히 실시간으로 결정된 데이터에 기반하여 제어된다. 이를 통하여, 사람의 생리학적 상태 또는 물리적 속성의 특히 사실적 시뮬레이션이 가능해진다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 운전자 보조 시스템, 또는 운전자 보조 시스템을 사용하는 차량은, 특히 테스트 벤치 상에서의 또는 실제 차량 동작 시의 센서 신호에 기반하여 작동된다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 상기 운전자 보조 시스템의 활동이 모니터링되고, 상기 운전자 보조 시스템의 기능의 평가는 바람직하게는 상기 활동에 기반하여 이루어진다. 운전자 보조 시스템의 평가는 바람직하게는 레퍼런스 데이터 또는 레퍼런스 운전자 또는 레퍼런스 운전자 보조 시스템 각각에 기반하여 수행된다. 이를 통하여 운전자 보조 시스템 또는 그 속성 각각의 정성적 평가가 가능해진다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 운전자 보조 시스템 처리를 위해 제공된 센서 신호는 적어도 하나의 내부 센서에 의해 생성되는 대신에 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 생성된다. 이를 통하여 운전자 보조 시스템의 직접 테스트가 가능해진다. 실제 내부 센서가 바이패스된다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서는, 운전자 보조 시스템의 적어도 하나의 내부 센서의 신호 송신이 방지된다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 원시 센서 데이터가 적어도 하나의 물리적 속성에 기반하여 생성되고, 적어도 하나의 내부 센서가 센서 신호를 제공하도록 내부 센서의 센서 칩 내로 주입된다. 전술된 바와 같이, 이를 통하여 운전자 보조 시스템은 내부 센서의 픽-업 소자가 없이 테스트될 수 있다.
이러한 방법의 추가적인 바람직한 실시형태에서, 적어도 하나의 내부 센서는 센서 신호를 제공하도록 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 자극된다. 전술된 바와 같이, 이를 통하여 운전자 보조 시스템을 픽-업 소자를 포함하는 전체 내부 센서와 함께 테스트할 수 있다.
추가적인 특징 및 장점은 예시적인 실시형태와 도면의 후속하는 설명으로부터 유도된다. 도면에는 적어도 부분적으로 개략적으로 다음의 내용이 도시된다:
도 1은 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템의 제 1 예시적인 실시형태이다;
도 2는 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템의 제 2 예시적인 실시형태이다;
도 3은 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템의 제 3 예시적인 실시형태이다;
도 4는 운전자 보조 시스템을 테스트하기 위한 시스템의 제 4 예시적인 실시형태이다;
도 5는 운전자 보조 방법을 테스트하기 위한 방법의 예시적인 실시형태이다.
도 1은 자동차(3) 내에 설치된 운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 시스템(1)의 제 1 예시적인 실시형태를 도시한다.
시뮬레이션 수단(5), 특히 시스템(1)의 컴퓨팅 유닛은, 운전자의 생리학적 상태, 특히 운전자의 주의력, 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하는 운전자의 물리적 속성을 시뮬레이션한다.
이를 위하여, 시뮬레이션 수단(5)은 운전자 모델을 이용하여, 운전자의 생체측정 피쳐 또는 개별 속성, 제스쳐, 운전자의 착좌 위치, 운전자의 자세, 운전자의 머리 위치, 운전자의 주시 방향, 운전자의 얼굴 표정, 특히 모자, 마스크 또는 선글라스에 의한 운전자의 임의의 가려짐(concealment), 운전자의 체중, 운전자의 눈꺼풀 움직임, 운전자의 크기 또는 운전자의 혈중 알코올 농도를 물리적 속성으로서 결정한다.
보통의 경우에, 생리학적 상태는 앞서 언급된 물리적 속성 중 하나가 아니라 복수 개의 이러한 속성들에 의해서 특징지어진다.
운전자를 모니터링하는 운전자 보조 시스템(2)은 운전자의 생리학적 상태에 대해 획득된 정보를 사용하여 일면으로는 운전자가 운전하는 능력을 확인하고, 다른 면으로는 운전자 보조 시스템에 의해 제공되는 차량 유도에 대한 운전자의 반응을 관찰한다. 운전자가 운전자 보조 시스템(2), 예를 들어 차선 유지 보조 장치에 의해 모니터링된 하나의 결과는, 운전자에게 그의 주의를 차량(3) 앞의 도로에서 일어나고 있는 일들로 다시 되돌리라고 촉구하는 것일 수 있다.
컴퓨팅 유닛(10)에 추가하여, 운전자 보조 시스템(2)은 다양한 내부 센서를 가진다. 이들은, 예를 들어 상이한 신체 부분을 모니터링하기 위한 상이한 카메라(4a, 4b, 4e), 특히 입체 카메라이다. 따라서, 운전자의 생리학적 상태에서 중요한 것은, 예를 들어 운전자의 머리 위치, 시선 방향 또는 눈 위치 및 그의 얼굴 표정이다. 세 개의 파라미터 모두를 결정할 수 있으려면, 운전자 보조 시스템은 세 개의 입체 카메라(4a, 4b, 4e)를 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 입체 카메라(4a)는 머리 위치를 캡쳐하고, 제 2 입체 카메라(4b)는 시선 방향을 캡쳐하며, 제 3 입체 카메라(4e)는 얼굴 표정을 캡쳐한다. 더욱이, 운전자 보조 시스템(2)은 노이즈, 예를 들어 운전자의 말을 검출하기 위한 마이크로폰(4c), 심박수를 검출하기 위한 포토다이오드(4d), 스티어링 휠 위의 손 위치를 검출하기 위한 용량성 센서(4f), 및 착좌 위치를 검출하기 위한 기계적 힘 센서 또는 저항성 센서(4g)를 가지는 것이 바람직하다.
내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)에 의해 생성되는 센서 신호는 운전자 보조 시스템(2)의 컴퓨팅 유닛(10)에서 평가되고, 운전자 보조 시스템은 차량(3)의 대응하는 기능 또는 전체 차량(3) 각각을 제어한다.
운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 시스템(1)은 운전자 보조 시스템(2)에 의해 수행되는 모니터링의 품질을 점검한다. 이를 수행하기 위해서, 함께 운전자의 생리학적 상태를 나타내는 개별적인 물리적 속성이 적절한 인터페이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)를 거쳐 운전자 보조 시스템(2)에 제공된다.
도 1에 도시된 이러한 운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 시스템(1)은 시뮬레이션된 물리적 속성에 따라서 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)를 자극하기 위하여 적절한 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)를 포함한다.
각각의 경우에 이러한 자극은 도 1에서 화살표에 의해 표시된다.
내부 센서가 운전자의 물리적 속성을 검출할 수 있기 위해서 센서를 최초에 방출하는 센서, 예를 들어 거리를 검출하기 위한 초음파 센서(미도시)라면, 일면에서는 신호를 수신하고 응답 신호를 물리적 속성에 기반하여 자극하기 위하여, 그리고 다른 면으로는 이제 응답 신호가 운전자의 신체와의 상호작용의 결과로서 일어났던 것처럼 대응하는 내부 센서를 자극하기 위하여, 대응하는 자극 디바이스(미도시) 및 시뮬레이션 수단(5)도 제공된다.
도 1에 도시되는 제 1 예시적인 실시형태에서, 시스템(1)은 제 1 카메라(4a)를 자극하기 위한 제 1 디스플레이 스크린(6a)을 포함하는데, 운전자의 머리의 위치가 제 1 디스플레이 스크린에 디스플레이된다. 운전자의 주시 방향 또는 눈 위치 각각이 제 2 디스플레이 스크린(6b)에 대응하도록 디스플레이되고, 그의 얼굴 표정이 제 3 디스플레이 스크린(6e)에 디스플레이된다. 또는, 운전자의 이러한 시각적으로 인식 가능한 물리적 속성들 중 두 개 또는 세 개 모두기 단일 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되고 단일 카메라에 의해 캡쳐될 수도 있다.
바람직하게는, 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)는 이를 통하여, 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)가 운전자의 각각의 물리적 속성을 검출하는 차량(3) 내의 위치에 장착되도록 구성된다. 따라서, 각각의 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)가 각각의 센서의 가시 범위 내에 배치되는 것, 또는, 운전자의 물리적 속성 각각이 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)의 정확한 관점에 및/또는 차량의 내부 내의 정확한 위치에 표시되는 것이 특히 중요하다. 이것은, 그러한 물리적 속성이 입체 카메라(4a, 4b, 4e)에 의해 캡쳐되는 경우에는 특히 중요하다.
또한, 추가적인 내부 센서가 제공될 수 있고, 이것은 도시되지 않지만 운전자의 물리적 속성을 유사하게 검출한다. 이러한 내부 센서의 예는 운전자 움직임을 검출하기 위한 스티어링 각도 센서 및 운전자가 작용하는 힘을 검출할 수 있는 스티어링 토크 센서를 포함한다. 이에 대응하여, 이러한 내부 센서를 위한 추가적인 자극 디바이스도 제공될 수 있다.
운전자 보조 시스템(2)의 컴퓨팅 유닛(10)은 센서 신호의 수집된 데이터로부터 운전자의 생리학적 상태를 유도한다.
이것은 특히 운전자 보조 시스템(2)이 운전자의 신원을 결정하기 위하여 제공될 수 있다.
그러면, 운전자 보조 시스템(10)에 의해 결정된 생리학적 상태가 시스템(1)의 시뮬레이션 수단(5)에 의해 시뮬레이션된 생리학적 상태와 비교될 수 있다. 이러한 비교에 기반하여, 운전자 보조 시스템 전체로서; 즉 모든 내부 센서를 가지는 시스템의 품질이 운전자의 생리학적 상태를 검출하는 능력으로서 평가될 수 있다.
도 1에 따른 시스템(1)의 제 1 예시적인 실시형태는 차량(3)의 실제 주행 동작에서 그리고 차량(3)이 운전자 보조 시스템(2) 또는 운전자에 의하여 유도, 특히 원격으로 제어되는 경우 양자 모두에서 사용될 수 있다. 더 바람직하게는, 제 1 예시적인 실시형태에 따른 시스템(1)은 차량(2)의 주행 동작이 시뮬레이션되는 테스트 벤치 상에서도 사용될 수 있다.
이러한 테스트 벤치는 차량 테스트 벤치, 운전자 보조 시스템(2)용 하드웨어-인-루프(hardware-in-the-loop) 테스트 벤치, 차량(3)용 차량-인-루프(vehicle-in-the-loop) 테스트 벤치 또는 심지어 주행 시뮬레이터인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 테스트 벤치(8)는 이를 통하여 자동차의 파워트레인의 동작이 가능해지게 하도록 구성된다.
테스트 벤치(8)가 도 2에 도시된다. 바람직하게는, 테스트 벤치(8)는 테스트 벤치(8)에 고정된 차량에 부하를 가할 수 있는 네 개의 동력계(9a, 9b, 9c, 9d)를 포함한다.
도 2에 도시되는 시스템(1)의 제 2 예시적인 실시형태는 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)가 차량(3) 내부가 아니라 차량(3) 외부에 배치된다는 점에서 다르다. 차량을 유도하는 운전자 보조 시스템(2)의 컴퓨팅 유닛(10)만이 차량 내에 배치된다. 대응하여, 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)도 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 내부(6) 및 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)와 상호작용할 수 있는 방식으로, 차량(3) 외부에 배치된다.
각각의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)가 차량의 컴포넌트 내에, 예를 들어 대시보드 또는 스티어링 휠 또는 시트 등 내에 설치되는 경우, 제 2 예시적인 실시형태에서는 각각의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)를 자극하기 위해서 전체 컴포넌트도 차량으로부터 제거될 수 있다.
바람직하게는, 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)는 하우징을 내장하는 구조적 유닛으로서 설계될 수 있고, 그 안에 각각의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)가 수용될 수 있다. 이것이 도 2에서 제 1 입체 카메라(4a)가 이와 유사하게 안에 배치된 하우징(8)에 의해 포함되는 제 1 디스플레이 스크린(6a)에 대해서 묘사된다.
내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) 및 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)를 테스트 벤치로부터 소정 거리에 배치하면 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)에 의해 획득된 신호 내의 간섭이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰(4c)은 테스트 벤치(8) 또는 차량(3)으로부터 노이즈를 픽업하지 않는다. 심지어, 하우징(8)은 가능한 내부 센서 간섭 또는 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g) 및 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g) 사이의 상호작용에 있는 간섭 각각을 억제하는 역할을 한다.
바람직하게는, 자극 디바이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g) 및 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)는 이를 통하여 다른 공간 내에 배치되고, 신호 송신을 위한 연결을 이용하여, 바람직하게는 버스 시스템, 특히 필드 버스의 케이블을 이용하여, 및/또는 무선 연결을 이용하여 테스트 벤치에 연결된다.
도 3은 본 발명의 시스템(1)의 제 3 예시적인 실시형태를 도시한다. 도 1 및 도 2의 예시적인 실시형태와 달리, 이러한 예시적인 실시형태들에서 인터페이스(6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g)는 자극 디바이스가 아니고, 원시 센서 데이터가 개별적인 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)의 각각의 센서 칩(7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g) 내로 공급 또는 개별적으로 주입될 수 있는 데이터 인터페이스이다. 이를 예시하기 위하여, 도 3에서 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)의 각각의 심볼은 점선 경계에 의해서 둘러싸여져 있기만 하다.
센서 칩(7), 입체 카메라(4a, 4b, 4e)의 경우에는 각각의 인식 칩(7a, 7b, 7e)은 원시 센서 데이터를 처리하고, 운전자 보조 시스템(2)의 컴퓨팅 유닛(10)에 의해 처리되고 차량(3)을 유도하기 위해서 사용되는 대응하는 센서 신호를 출력한다.
도 4는 시스템(1)의 제 4 예시적인 실시형태를 도시한다. 앞선 예시적인 실시형태들과 달리, 내부 센서의 컴포넌트가 더 이상 존재하지 않고, 이것이 도 4에서 내부 센서의 점들에 의해 표시된다.
운전자의 미리 결정된 물리적 속성에 의해 유발된 입력 신호, 및 내부 센서의 기능 양자 모두가 시스템(1)의 시뮬레이션 수단(5)에 의하여 완전히 시뮬레이션된다. 인터페이스(6)를 통하여, 시스템(1)은 센서 신호를 운전자 보조 시스템(2)의 컴퓨팅 유닛(10)으로 직접 출력하고, 이것은 이제 차량(3)을 이러한 센서 신호 및 임의의 가능한 추가 정보에 기반하여 유도한다.
도 5는 자동차(3)의 운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 방법(100)의 예시적 실시형태를 보여준다. 특히, 이러한 방법은 도 1 내지 도 4의 예시적인 실시형태를 참조하여 설명된 시스템(1)을 이용하여 구현된다.
이러한 방법은 실질적으로 세 개의 단계를 포함한다:
동작 단계(101)에서는, 운전자의 생리학적 상태, 특히 주의력, 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 센서 신호를 생성할 수 있도록 센서에 의해 검출될 수 있는, 적어도 하나의 물리적 속성이 시뮬레이션된다(101).
바람직하게는, 시뮬레이션(101)은 따라서, 하나 이상의 데이터 포인트가 이용가능하고 생리학적 상태가 알려져 있는, 실제 사람의 기록된 데이터, 특히 사람의 비디오 데이터에 기반하고 있다. 또는, 적어도 하나의 물리적 속성이 실제 데이터에 기반하여 훈련되는 것이 바람직한 운전자 모델을 이용하여 시뮬레이션되는 것도 바람직하다. 더 바람직하게는, 운전자 모델은 생리학적 상태를 모사할 수 있는 애니메이션을 포함한다. 더 바람직하게는, 운전자 모델은 실제 사람으로부터 특히 실시간으로 결정되는 데이터에 기반하여 제어된다.
제 2 단계(102)에서, 운전자 보조 시스템(2)은 센서 신호를 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 제공한다. 운전자 보조 시스템(2) 또는 운전자 보조 시스템(2)을 사용하는 차량이 테스트 벤치(8) 상에서 또는 실제 주행 동작 시에 이러한 센서 신호에 기반하여 작동된다.
제 3 단계(103)에서, 운전자 보조 시스템(2)의 활동이 모니터링되고, 특히 모니터링되는 것은 운전자의 어떤 생리학적 상태가 운전자 보조 시스템(2)에 의해 검출되는가이다. 바람직하게는, 운전자 보조 시스템(2) 기능은 이러한 모니터링에 기반하여 평가된다.
또는, 운전자 보조 시스템에 의해 처리되도록 제공된 센서 신호는 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)에 의해 생성되는 것 대신에 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 생성될 수 있다. 이러한 경우에 애니메이션 등은 제거될 수 있다. 특히, 이러한 경우에는 운전자 보조 시스템의 적어도 하나의 내부 센서의 신호 송신이 억제된다.
더 대안적으로, 시뮬레이션 도중에 원시 센서 데이터가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 생성되고, 센서 신호를 제공하기 위하여 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)의 센서 칩(7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g) 내로 직접 주입될 수 있다.
더 대안적으로는, 센서 신호를 제공하는 방식으로, 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g)는 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 자극될 수 있다.
바람직하게는, 방법(100)은 컴퓨터로 구현된다.
예시적인 실시형태가 절대로 보호 범위, 적용예, 및 구성을 한정하려고 의도되는 것이 아닌 예들일 뿐이라는 것에 주의한다. 오히려, 앞선 설명은, 적어도 하나의 실시형태를 구현하기 위한 가이드라인을 당업자에게 제공하고, 특히 설명된 컴포넌트들의 기능과 배치에 관련하여 청구항 및 특징들의 등가 조합으로부터 얻어지는 보호 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형들이 이루어질 수 있다.
참조 번호들의 목록
시스템 1
운전자 지원 시스템 2
차량 3
내부 센서 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g
시뮬레이션 수단 5
인터페이스 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g
센서 칩 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g
테스트 벤치 8
동력계 9a, 9b, 9c, 9d
컴퓨팅 유닛 10

Claims (15)

  1. 차량(3) 내의 운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 시스템(1)으로서,
    상기 운전자 보조 시스템(2)은 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)를 가지고, 차량의 운전자를 모니터링하기 위하여 상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)의 센서 신호를 처리하도록 설계되며, 상기 시스템(1)은,
    운전자의 적어도 하나의 물리적 속성을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 수단(5) - 상기 적어도 하나의 물리적 속성은 운전자의 생리학적 상태, 특히 운전자의 주의력(attentiveness), 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 센서 신호를 생성할 수 있도록 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있음 -; 및
    센서 신호가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 상기 운전자 보조 시스템(2)에 제공되도록 상기 운전자 보조 시스템(2)과 상호작용하는 인터페이스(6)
    를 포함하는, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스(6)는 상기 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 상기 내부 센서를 자극하도록 구성된 자극 디바이스인, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자극 디바이스(6)는 상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)에 의해 수신될 응답 신호를, 상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)에 의해 방출된 신호에 기반하여 생성하도록 구성되고,
    상기 응답 신호는 상기 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 생성되며,
    운전자는 상기 응답 신호를 생성할 때에 에뮬레이션되는 것이 바람직한, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 자극 디바이스(6)는 운전자의 시트 및/또는 기어 셀렉터 레버 및/또는 스티어링 휠 상에 장착되도록 구성된, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 수단(5)은 원시 센서 데이터를 생성하도록 구성되고,
    상기 인터페이스(6)는 상기 원시 센서 데이터를 상기 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)의 센서 칩(7), 특히 카메라(4a, 4b, 4c)의 인식 칩(perception chip)(7a, 7b, 7e) 내로 주입하도록 구성된, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 수단(5)은 상기 센서 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 인터페이스(6)는 상기 센서 신호를 상기 운전자 보조 시스템(2)에 주입하도록 구성된, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 물리적 속성은, 다음 속성들의 그룹:
    생체측정 속성(biometric properties), 착좌 위치, 자세, 머리 위치, 손 위치, 시선 방향(viewing direction), 얼굴 표정, 특히 모자, 마스크 또는 선글라스에 기인하여 가려진 가시 범위, 체중, 혈압, 심박수, 눈 움직임, 눈꺼풀 움직임, 동공 크기 또는 운전자의 혈중 알코올 농도
    중에서 선택된, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)는 다음 센서들의 그룹:
    카메라(4a, 4b, 4e), 특히 입체 카메라, 바람직하게는 적외선 카메라, 용량성 센서(4f), 포토다이오드(4d), 기계적 힘 센서 또는 저항성 센서(4g), 스티어링 각도 센서, 스티어링 토크 센서 또는 마이크로폰(4c)
    중에서 선택된, 운전자 보조 시스템 테스트 시스템(1).
  9. 테스트 벤치(8), 특히 차량 테스트 벤치 또는 차량(3)으로서,
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1)을 가진, 테스트 벤치 또는 차량.
  10. 특히 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1)을 이용하여 차량(3)의 운전자 보조 시스템(2)을 테스트하기 위한 방법(100)으로서,
    상기 운전자 보조 시스템(2)은 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)를 가지고, 차량(2)의 운전자를 모니터링하기 위하여 상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)의 센서 신호를 처리하도록 설계되며,
    운전자의 적어도 하나의 물리적 속성이 시뮬레이션되고(101) - 상기 적어도 하나의 물리적 속성은 운전자의 생리학적 상태, 특히 운전자의 주의력, 활동, 피로, 기분, 건강 상태 및/또는 약효를 특성화하고, 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 센서 신호를 생성하도록 상기 적어도 하나의 내부 센서에 의해 검출될 수 있음 -, 상기 센서 신호가 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성의 함수로서 상기 운전자 보조 시스템(2)에 제공되는(102), 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
  11. 제 10 항에 있어서,
    시뮬레이션은, 상기 데이터 내의 하나 이상의 생리학적 상태가 알려져 있는 실제 사람의 기록된 데이터, 특히 사람의 비디오 데이터에 기반하는, 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 물리적 속성은 실제 데이터에 기반하여 훈련되는 것이 바람직한 운전자 모델을 이용하여 시뮬레이션되는, 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 운전자 모델은, 생리학적 상태를 에뮬레이션할 수 있는 운전자 애니메이션, 특히 3D 애니메이션을 포함하는, 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운전자 보조 시스템(2)의 활동이 모니터링되고, 상기 운전자 보조 시스템(2)의 기능의 평가가 바람직하게는 상기 활동에 기반하여 이루어지는(103), 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내부 센서(4a, 4b, 4c, …)가 상기 센서 신호를 제공하도록(102), 상기 적어도 하나의 내부 센서는 상기 적어도 하나의 시뮬레이션된 물리적 속성에 기반하여 자극되는, 운전자 보조 시스템 테스트 방법(100).
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