KR20230148990A - Driver's biological signal measurement and driving condition analysis system based on real-time electrocardiogram signal - Google Patents

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KR20230148990A
KR20230148990A KR1020220048076A KR20220048076A KR20230148990A KR 20230148990 A KR20230148990 A KR 20230148990A KR 1020220048076 A KR1020220048076 A KR 1020220048076A KR 20220048076 A KR20220048076 A KR 20220048076A KR 20230148990 A KR20230148990 A KR 20230148990A
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정연호
구치완
강영환
박재순
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한밭대학교 산학협력단
한밭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 심전도 신호(BPM, HRV, QRS complex modulation), 흉부 움직임, 피부온도를 기반으로 하여 주행 중 실시간 생체신호를 측정함과 동시에 급성심장질환, 졸음운전 등 운전자의 주행 방해증상을 측정할 수 있는 실시간 심전도 신호 기반 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 ECG 신호를 직접적으로 측정할 수 있는 차량 부품(예. 핸들, 가감속 페달, 기어노브, 운전석 시트 등)과 흉부 움직임 측정이 가능한 차량 부품(예. 안전벨트, 운전석 시트 등)에 위치하여 하드웨어, 펌웨어 상 신호가공 및 복합 신호분석을 통해 운전자의 주행상태를 실시간으로 판단함으로써 운전 중 발생하는 운전방해증상(예. 급성 심장질환, 무호흡, 부교감신경 활성정도 등) 발생 시 즉각 알림 및 모니터링이 가능한 운전자 생체신호 측정장치에 관한 것이다.The present invention measures real-time biological signals while driving based on electrocardiogram signals (BPM, HRV, QRS complex modulation), chest movement, and skin temperature, and can also measure symptoms that interfere with the driver's driving, such as acute heart disease and drowsy driving. It relates to a real-time electrocardiogram signal-based driver biosignal measurement and driving condition analysis system. More specifically, vehicle parts that can directly measure ECG signals (e.g. steering wheel, acceleration/deceleration pedals, gear knob, driver's seat, etc.) It is located on vehicle parts that can measure chest movements (e.g. seat belts, driver's seats, etc.) and determines the driver's driving condition in real time through signal processing and complex signal analysis in hardware and firmware, thereby reducing driving disturbance symptoms that occur while driving ( This is about a driver bio-signal measurement device that can immediately notify and monitor the occurrence of acute heart disease, apnea, parasympathetic nerve activity, etc.).

Description

실시간 심전도 신호 기반 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템 {Driver's biological signal measurement and driving condition analysis system based on real-time electrocardiogram signal} Driver's biological signal measurement and driving condition analysis system based on real-time electrocardiogram signal}

본 발명은 차량의 핸들에 부착하여 운전자의 실시간 심전도 신호를 측정할 수 있는 장치로 측정된 심전도 신호를 기반으로 BPM, HRV, 호흡수를 측정할 수 있으며, 추가로 운전자의 체온을 측정하기 위한 온도센서가 포함된 시스템이다. 차량의 핸들에 부착된 센서(심전도 전극, 온도센서)를 통해 심전도 신호를 포함한 운전자의 생체신호를 측정하고, 이를 분석하여 운전자의 맥박, HRV, 호흡수 등의 생체신호를 실시간으로 제공할 수 있으며, 더 나아가 수집된 생체신호를 조합하여 주행 중 발생할 수 있는 운전자의 상태변화(졸음, 주시태만, 응급의료상황 등)를 감지하여 위급상황 발생 이전 단계에서 조치하여 운전자의 안전성을 확보할 수 있는 생체신호 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention is a device that can be attached to the steering wheel of a vehicle and measure the driver's real-time electrocardiogram signal. It can measure BPM, HRV, and respiratory rate based on the measured electrocardiogram signal, and can additionally measure the temperature to measure the driver's body temperature. It is a system that includes sensors. The driver's biosignals, including the ECG signal, can be measured through sensors (electrocardiogram electrodes, temperature sensor) attached to the vehicle's steering wheel, and analyzed to provide biosignals such as the driver's pulse, HRV, and respiratory rate in real time. , Furthermore, by combining the collected biometric signals, the biometric system can detect changes in the driver's condition that may occur while driving (drowsiness, neglect of attention, emergency medical conditions, etc.) and take action at the stage before an emergency occurs to ensure the safety of the driver. It is about signal measurement systems.

현재 모빌리티 산업은 전기자동차를 중심으로 운전자의 안전 및 편의를 추구하는 방향으로 발전하고 있으며, 이를 위해 교통정보의 빅데이터화, 주행 중 발생 가능한 이벤트의 딥러닝, 데이터 처리장치의 첨단화와 더불어 운전자의 주행상태 파악이 가능한 다양한 첨단 센서기술을 기반으로 차세대 이동수단을 위해 개발되고 있다. 그중에서도 차량 간격 감지, 차선 및 장애물 감지, 제동 보조 등 운전자의 주행 중 외적인 요인으로 인한 사고를 예방할 수 있는 운전자 안전확보 기술이 개발되고 있으나, 운전자의 주행가능 상태를 파악하여 운전자의 안전을 확보할 수 있는 운전자 모니터링 시스템으로의 개발은 상대적으로 개발 진척도가 낮은데, 이는 주행 중인 운전자의 신체로부터 미세한 생체신호를 측정하는 것이 매우 어려우며 측정 가능한 생체신호의 종류가 매우 제한적이기 때문이다.Currently, the mobility industry is developing in a direction that pursues driver safety and convenience, focusing on electric vehicles. To this end, big data of traffic information, deep learning of events that may occur while driving, advancement of data processing devices, and driver's driving It is being developed for the next generation of transportation based on a variety of cutting-edge sensor technologies that can determine status. Among them, driver safety technology is being developed to prevent accidents caused by external factors while driving, such as vehicle gap detection, lane and obstacle detection, and braking assistance. However, driver safety cannot be secured by identifying the driver's driving status. Development progress toward a driver monitoring system is relatively low, because it is very difficult to measure subtle bio-signals from the body of a driver while driving, and the types of bio-signals that can be measured are very limited.

하지만 교통사고 사망원인의 대부분이 졸음운전, 전방주시 태만 등 운전자의 주행가능 상태 이상(67.6%, 729명, 2015~2019년)에 있는 것으로 볼 때, 사망에 이르는 대형 교통사고의 방지를 위해서는 운전자의 생체신호 측정을 통한 주행가능상태를 파악하는 것이 매우 중요하다. 이는 운전자의 실시간 생체신호(심전도, HRV, 호흡수, 체온 등)와 운전자 신체의 가속도 신호를 복합적으로 분석하여 운전자의 졸음, 주시태만 및 건강상태 악화 등의 주행불가능 상태를 감지할 수 있으며, 이로 인한 교통사고를 저감할 수 있다.However, considering that most of the causes of traffic accident deaths are due to drivers' driving condition abnormalities (67.6%, 729 people, 2015-2019), such as drowsy driving and negligence in paying attention to the front, drivers must be careful to prevent large-scale traffic accidents leading to death. It is very important to determine the driving condition by measuring biosignals. By complexly analyzing the driver's real-time biometric signals (electrocardiogram, HRV, respiratory rate, body temperature, etc.) and the acceleration signal of the driver's body, it can detect driving conditions such as the driver's drowsiness, neglect of attention, and worsening health condition. Traffic accidents can be reduced.

따라서 본 발명에서는 차량 내부에 운전자의 심전도 측정이 가능한 장치(핸들, 기어노브 등)에 정전용량형 ECG 전극을 부착하여 운전자의 실시간 ECG 정보를 수집하며, 측정된 ECG 신호를 바탕으로 BPM, HRV를 실시간 분석하고, 장치에 추가로 설치될 수 있는 가속도센서와 연계하여 정확도 높은 호흡수를 측정한다. 추가로 전극에 설치된 온도센서를 이용하여 운전자의 생체신호를 다중으로 분석하고, 이를 바탕으로 운전자의 기본 생체신호 뿐만 아니라 급성심장질환, 부교감신경 활성화 정도 등 주행가능상태를 제공하여 주행 중 운전자로 인한 사고를 저감할 수 있는 시스템을 포함한다.Therefore, in the present invention, the driver's real-time ECG information is collected by attaching a capacitive ECG electrode to a device capable of measuring the driver's electrocardiogram (steering wheel, gear knob, etc.) inside the vehicle, and BPM and HRV are calculated based on the measured ECG signal. It analyzes in real time and measures respiratory rate with high accuracy in conjunction with an acceleration sensor that can be installed additionally in the device. In addition, the driver's bio-signals are analyzed multiple times using the temperature sensor installed on the electrode, and based on this, it provides not only the driver's basic bio-signals but also the drivability status such as acute heart disease and the degree of parasympathetic nerve activation, Includes systems that can reduce accidents.

대한민국 공개특허 제10-2020-0027195호(공개일자 2020년03월12일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0027195 (publication date: March 12, 2020) 대한민국 공개특허 제10-2010-0063651호(공개일자 2010년06월11일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0063651 (publication date: June 11, 2010)

본 발명의 목적은 상기의 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 온도센서가 포함된 ECG 측정 전극을 통해 운전자의 실시간 심전도 신호와 피부온도를 측정하여 이를 통해 확인할 수 있는 운전자의 BPM, HRV,를 분석하고, 장치에 추가로 설치되는 가속도 센서를 이용, 측정된 심전도 신호와 비교하여 호흡에 의한 QRS complex의 amplitude 변화와 흉부의 움직임 변화를 동시에 분석하여 실시간 호흡수를 측정하고 측정된 생체신호는 알고리즘을 통해 급성심장질환, 부교감신경 활성화 정도 등을 분석하여 운전자가 주행이 불가능한 상황일 경우 이를 알람이 가능한 장치(스마트폰, 차량의 디스플레이 등)를 통해 운전자에게 실시간으로 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to improve the problems in the prior art. The driver's BPM can be confirmed by measuring the driver's real-time electrocardiogram signal and skin temperature through an ECG measurement electrode containing a temperature sensor, HRV is analyzed and real-time respiratory rate is measured by simultaneously analyzing changes in the amplitude of the QRS complex and chest movement due to breathing by comparing it with the measured ECG signal using an acceleration sensor additionally installed in the device. The purpose of the signal is to analyze acute heart disease, degree of parasympathetic nerve activation, etc. through an algorithm, and provide the signal to the driver in real time through a device (smartphone, vehicle display, etc.) that can provide an alarm if the driver is unable to drive.

실시간 심전도 신호를 기반으로 한 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템은 주행 중 운전자의 생체신호를 측정하여 사용자의 주행안전을 제공하는 것을 기본으로 운전자의 신체와 접할 수 있는 부위(예. 핸들, 기어노브, 운전석 시트 등)에 설치할 수 있는 형태의 ECG 측정용 전극(110)과 이에 포함될 수 있는 온도센서(120)와 사용자의 흉부의 기계적 움직임을 측정할 수 있는 가속도 센서(130)로 구성된 측정부(100), 측정된 생체신호를 각기 처리하여 디지털 신호로 변환할 수 있는 신호 제어부(300)와 처리된 디지털 신호를 운전자 상태를 확인할 수 있는 모니터링 장치(예. 스마트폰, 태블릿, 차량 내 디스플레이 등)로 무선통신이 가능한 통신부(400)로 구성된다.The driver's bio-signal measurement and driving status analysis system based on real-time electrocardiogram signals measures the driver's bio-signals while driving to provide driving safety for the user, and measures parts that come into contact with the driver's body (e.g. steering wheel, gear, etc.) A measuring unit consisting of an ECG measurement electrode 110 that can be installed on a knob, driver's seat, etc., a temperature sensor 120 that can be included therein, and an acceleration sensor 130 that can measure the mechanical movement of the user's chest. (100), a signal control unit 300 that can process the measured bio-signals and convert them into digital signals, and a monitoring device (e.g. smartphone, tablet, in-vehicle display, etc.) that can check the driver's status using the processed digital signals. ) and consists of a communication unit 400 capable of wireless communication.

본 발명의 실시간 심전도 신호 기반 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템은 운전자의 주행방해현상(급성심장질환, 부교감신경 활성화로 인한 졸음운전 등)을 확인할 수 있는 ECG 센서, 가속도 센서 및 온도센서로 구성되어 있으며, 이를 통해 운전자의 다양한 생체신호를 측정하고 측정된 생체신호를 분석하여 운전자가 주행이 어려운 상태일 경우를 감지하여 연동된 모니터링 혹은 알람장치(예. 스마트폰, 태블릿, 차량 내 디스플레이 등)를 통해 실시간 운전자의 생체신호와 주행상태를 제공하여 이로 인해 발생할 수 있는 교통사고를 예방하는 효과가 있다.The real-time electrocardiogram signal-based driver biosignal measurement and driving condition analysis system of the present invention consists of an ECG sensor, an acceleration sensor, and a temperature sensor that can check the driver's driving disturbance phenomenon (acute heart disease, drowsy driving due to parasympathetic nerve activation, etc.) Through this, various bio-signals of the driver are measured and the measured bio-signals are analyzed to detect when the driver is in a difficult driving condition and linked to a monitoring or alarm device (e.g. smartphone, tablet, in-vehicle display, etc.) This has the effect of preventing traffic accidents that may occur by providing real-time driver's biometric signals and driving conditions.

도 1은 본 발명에 따른 실시간 심전도 신호 기반 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템 센서부 도면.
도 2는 본 발명에 따른 시스템 배치 형태도.
도 3는 본 발명의 신호처리 블록도.
1 is a diagram of a sensor unit of a real-time electrocardiogram signal-based driver biosignal measurement and driving state analysis system according to the present invention.
Figure 2 is a system layout diagram according to the present invention.
Figure 3 is a signal processing block diagram of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the examples are provided for clear understanding of the present invention and the present invention is not limited thereto.

실시간 심전도 신호 기반 운전자 생체신호 측정 및 주행상태 분석 시스템은 주행 중 발생하는 생체신호(ECG, BPM, HRV, 피부온도, 흉부 움직임)를 측정하기 위한 2개 이상의 ECG 전극(110), 온도센서(120), 가속도센서(130)로 구성된 측정부(100)와 회로 및 데이터 처리장치가 내장될 수 있는 케이스(200), 케이스에 내장되어 각 센서로부터 수신된 신호를 제어 및 처리하여 디지털 신호로 변환이 가능한 제어부(300) 및 외부 단말기(스마트폰, 태블릿, 차량 내 디스플레이 등)로 무선통신이 가능한 통신부(400) 및 시스템 구동을 위한 전원부(500)로 구성되어 있으며 상기 본체 제어부는 측정된 ECG 신호를 기준으로 외부잡음 및 신호의 특정 주파수 검출을 위한 필터를 포함하고 상기 온도센서(110)는 생체와 접하는 ECG 전극(110)에 직접 부착하여 사용자의 실시간 피부온도를 측정할 수 있으며, 상기 시스템은 사용자의 편의를 고려하여 차량 내 핸들 및 기어노브로 한정하여 제안하고 있지만, 사용자의 신체가 차량 부품에 접할 수 있는 위치(운전석 시트, 가감속 페달, 안전벨트 등)에 생체신호 측정을 위한 각종 센서를 고정하여 사용할 수 있고, 사용자의 수요 및 측정방법을 고려하여 별도의 장치로 옷 내부 신체에 고정하여 사용할 수 있다.The real-time electrocardiogram signal-based driver biosignal measurement and driving condition analysis system includes two or more ECG electrodes (110) and a temperature sensor (120) to measure biosignals (ECG, BPM, HRV, skin temperature, chest movement) generated while driving. ), a case 200 in which a measurement unit 100 consisting of an acceleration sensor 130 and a circuit and a data processing device can be embedded, and is built into the case to control and process signals received from each sensor to convert them into digital signals. It consists of a control unit 300 capable of wireless communication with an external terminal (smart phone, tablet, in-vehicle display, etc.), a communication unit 400 capable of wireless communication, and a power supply unit 500 for driving the system. The main body control unit receives the measured ECG signal. As a standard, it includes a filter for detecting external noise and a specific frequency of the signal, and the temperature sensor 110 can measure the user's real-time skin temperature by attaching it directly to the ECG electrode 110 in contact with the living body. Considering convenience, the proposal is limited to the steering wheel and gear knob in the vehicle, but various sensors for measuring biosignals are installed in locations where the user's body comes into contact with vehicle parts (driver's seat, acceleration/deceleration pedals, seat belt, etc.). It can be used fixedly, and considering the user's demand and measurement method, it can be used by fixing it to the body inside the clothes as a separate device.

도 1은 본 발명의 ECG와 피부온도를 측정할 수 있는 ECG 전극이 설치된 차량 핸들(예시)의 형상을 나타낸 것으로 운전자의 양손으로부터 신호를 측정하기 때문에 핸들에 부착될 수 있는 패치형태의 전극으로 제작되며 신호 측정부에서는 운전 간에 원활한 신호측정을 위해 핸들 양 극단에 전극이 설치되며, 설치된 전극은 온도센서를 포함하고 있어 심전도와 피부온도를 동시에 측정할 수 있다. Figure 1 shows the shape of a vehicle steering wheel (example) installed with ECG electrodes capable of measuring ECG and skin temperature of the present invention. Since signals are measured from both hands of the driver, it is manufactured as a patch-shaped electrode that can be attached to the steering wheel. In the signal measurement unit, electrodes are installed at both extremes of the steering wheel to smoothly measure signals while driving. The installed electrodes include a temperature sensor, so they can measure electrocardiogram and skin temperature at the same time.

도 2는 안전벨트(예시)에 설치하여 운전자의 흉부 움직임을 감지할 수 있는 가속도 센서부로 케이스 내부의 제어부와 연결되어 ECG 신호와 동시에 분석할 수 있도록 설치되며 각 측정부로부터 수신된 신호의 조합 및 분석을 통해 운전자의 주행상태를 파악할 수 있고, 더 나아가 상기 ECG 측정용 전극에서 측정된 신호를 비교분석하여 이상맥박신호(빈맥/서맥/부정맥)를 검출할 수도 있다.Figure 2 is an acceleration sensor unit that can be installed on a seat belt (example) to detect the driver's chest movement. It is connected to the control unit inside the case and is installed so that it can be analyzed simultaneously with the ECG signal. The combination of signals received from each measuring unit and Through analysis, the driver's driving condition can be determined, and furthermore, abnormal pulse signals (tachycardia/bradycardia/arrhythmia) can be detected by comparing and analyzing the signals measured from the ECG measurement electrodes.

또한, 측정된 신호는 별도의 저장장치(내부 메모리, 외부 단말기의 저장공간)에 측정신호의 저장이 가능하며, 이를 통해 시간별 신호의 변화를 분석하여 각 증상의 발생시각 및 빈도, 운전자의 생체정보 및 주행상태 정보를 다각화하여 비교함으로써 주행의 질을 향상시킬 수도 있으며 운전자의 생체신호가 위험상태로 판단되면 운전모드를 자율주행모드로 바꾸어 차량이 스스로 운전할 수 있도록 하는 동시에 112등의 경찰과 119의 소방서를 포함한 공공기관 또는 보호자에 무선통신을 통하여 연결되도록 함으로서 향후 조치를 할 수 있도록 할 수 있다.In addition, the measured signal can be stored in a separate storage device (internal memory, storage space of an external terminal), and through this, changes in the signal over time are analyzed to determine the time and frequency of occurrence of each symptom and the driver's biometric information. By diversifying and comparing driving status information, the quality of driving can be improved. If the driver's biosignals are judged to be in a dangerous state, the driving mode is changed to autonomous driving mode so that the vehicle can drive on its own. At the same time, police officers such as 112 and 119 By connecting to public institutions, including fire departments, or guardians through wireless communication, future measures can be taken.

각 센서부는 차량 내부의 기존 부속품에 자리하고 있어 사용에 불편함을 주지 않으며, ECG 측정전극은 절연물질 코팅(예. SiO2, TiO2, cotton, Polymer 등)을 통해 전기적으로 절연되어 있어 운전자의 동잡음의 영향을 최소화할 수 있으며, 땀과 같은 이물질에 의한 성능감소가 최대한 제거될 수 있는 형태이고, 각 센서는 기구를 이용하여 차량 부속품에 밀착되도록 설계되어 있어 정확한 생체신호 측정에 용이하여 수신된 신호의 손실을 최소화할 수 있도록 하는 것이 특징이다. Each sensor unit is located in an existing accessory inside the vehicle, causing no inconvenience in use, and the ECG measurement electrode is electrically insulated through an insulating material coating (e.g. SiO2, TiO2, cotton, polymer, etc.), reducing the driver's motion noise. It is designed to minimize the impact of foreign substances such as sweat and eliminate as much as possible the performance reduction caused by foreign substances such as sweat. Each sensor is designed to be closely attached to vehicle accessories using a device, making it easy to accurately measure bio-signals and receive signals. Its characteristic is to minimize losses.

또한, 본 장치는 본체 내부에 무선통신을 위한 회로가 구성되어 있어 외부 장치(스마트폰, 태블릿, 차량 내 디스플레이 등)와 자체적으로 통신할 수 있으며, 특히 Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, Z-wave 등 개인 및 유비쿼터스 무선통신방법을 포함하여 모두 사용 가능할 뿐만 아니라 이러한 기능을 바탕으로 자체 모니터(디스플레이)와 센서연결용 전선없는 무선으로 착용성을 극대화하여 외부 장치만을 활용하여 측정된 신호를 나타내는 것이 가능하다.In addition, this device has a circuit for wireless communication inside the main body, so it can communicate with external devices (smartphones, tablets, in-vehicle displays, etc.), especially Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, and Z-wave. Not only can it be used by all personal and ubiquitous wireless communication methods, but based on these functions, it is possible to maximize wearability by wirelessly connecting its own monitor (display) and sensor without wires, and displaying measured signals using only external devices. do.

본 장치의 내부 전원은 고정식 및 충전식 배터리(건전지)를 모두 사용할 수 있으며 사용되는 건전지(배터리)는 알칼라인 전지, 망간 전지, 탄소아연 전지, 나트륨유황 전지, 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈수소 전지, 리튬이온 전지, 리튬폴리머 전지 등 장치의 전원으로 사용할 수 있는 모든 건전지를 포함할 수 있다.The internal power source of this device can use both fixed and rechargeable batteries, and the batteries used include alkaline batteries, manganese batteries, carbon-zinc batteries, sodium sulfur batteries, lead acid batteries, nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, It can include all batteries that can be used as a power source for devices, such as lithium-ion batteries and lithium polymer batteries.

또한 본 측정장치는 전원을 충전할 수 있는 충전단자(예 C type USB)를 갖추어 방전 시 충전하여 사용할 수 있도록 구성되어 있으며 서버에 저장된 생체정보 는 축적되어 주행 간 운전자 개인생체신호기록 관리가 가능하며 개개인의 다른 여러가지 질병의 상태를 나타내는 생체신호(혈압, 혈관 내 산소포화도 등) 센서를 결합시킴으로서 다른 여러가지의 생체신호와 복합적으로 분석함으로서 운전 중에 발생할 수 있는 다양한 증상과 함께 다양한 질환의 전조증상을 확인할 수 있어 질병관련 빅데이터로서 사용이 가능하며 상기 생체신호 측정부(100)로부터 측정된 생체신호는 외부 단말기(스마트워치, 스마트폰, 태블릿, 차량 내 디스플레이 등)로 전송하여 저장 및 분석할 수도 있다.In addition, this measuring device is equipped with a charging terminal (e.g. C type USB) that can charge the power, so that it can be charged and used when discharged, and biometric information stored in the server is accumulated to enable management of the driver's personal biometric signal records while driving. By combining sensors for biosignals (blood pressure, oxygen saturation in blood vessels, etc.) that indicate the status of various individual diseases, various symptoms that may occur while driving can be identified as well as precursor symptoms of various diseases by analyzing them in a complex manner. It can be used as disease-related big data, and the biosignals measured from the biosignal measurement unit 100 can also be transmitted to an external terminal (smart watch, smartphone, tablet, in-vehicle display, etc.) for storage and analysis. .

100 : 생체신호 측정부(ECG, 온도, 흉부 움직임)
110 : ECG 측정 전극
120 : 온도센서
130 : 가속도센서
200 : 케이스
300 : 제어부
400 : 통신부
500 : 전원부
100: Biosignal measurement unit (ECG, temperature, chest movement)
110: ECG measurement electrode
120: Temperature sensor
130: Acceleration sensor
200: case
300: control unit
400: Department of Communications
500: Power unit

Claims (10)

운전자의 실시간 생체신호 기반 주행상태 분석 시스템에 있어서,
ECG 측정 전극(110);과
피부온도를 측정할 수 있는 온도센서(120);
흉부 움직임을 측정할 수 있는 가속도센서(130);
상기 센서들(110,120,130)로 구성된 생체신호 측정부(100);와
수신된 신호를 증폭 및 제어할 수 있는 신호 제어부(300);와 측정신호를 외부 단말기로 송신할 수 있는 무선통신부(400)와;
시스템을 구동할 수 있는 전원부(500);로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
In the driver's real-time biosignal-based driving condition analysis system,
ECG measurement electrodes 110; and
Temperature sensor 120 capable of measuring skin temperature;
An acceleration sensor (130) capable of measuring chest movement;
A biosignal measuring unit 100 consisting of the sensors 110, 120, and 130; and
A signal control unit 300 capable of amplifying and controlling the received signal; and a wireless communication unit 400 capable of transmitting a measurement signal to an external terminal;
A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system comprising a power supply unit 500 capable of driving the system.
제1항에 있어서,
상기 ECG 측정 전극(110)은 BPM, HRV, Pulse modulation을 포함하는 심혈관계 생체신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
The ECG measurement electrode 110 is a real-time biosignal-based driver driving condition analysis system characterized in that it measures cardiovascular biosignals including BPM, HRV, and pulse modulation.
제1항에 있어서,
운전자의 신체가 접촉되는 차량 부품에 ECG 측정 전극(110)과 온도센서(120)를 고정하여 생체신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system characterized by measuring biosignals by fixing ECG measurement electrodes 110 and temperature sensors 120 to vehicle parts that come into contact with the driver's body.
제1항에 있어서,
상기 가속도센서(130)는 운전자의 흉부 움직임 감지가 가능한 부위에 설치되고 ECG 측정 전극부(110,120)와 유무선 통신하여 운전자의 호흡수를 측정할 수 있는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
The acceleration sensor 130 is installed in an area where the driver's chest movement can be detected and communicates wired or wirelessly with the ECG measurement electrode units 110 and 120 to measure the driver's breathing rate. A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system.
제3항에 있어서,
상기 운전자의 흉부 움직임 감지가 가능한 부위는 운전석 시트 또는 안전벨트인 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 3,
A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system, wherein the area capable of detecting the driver's chest movement is the driver's seat or seat belt.
제1항에 있어서,
상기 생체신호 측정부(100)로부터 측정된 운전자 생체신호와 주행상태에 대한 데이터는 외부 단말기로 전송하여 저장, 분석 및 모니터링 할 수 있는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
A real-time bio-signal-based driver driving-state analysis system characterized in that data on the driver's bio-signals and driving conditions measured from the bio-signal measurement unit 100 can be transmitted to an external terminal for storage, analysis, and monitoring.
제1항에 있어서,
상기 ECG 센서(110)와 가속도센서(130)로부터 측정된 신호는 동시에 비교분석하여 운전자의 실시간 호흡수 측정이 가능한 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system, characterized in that it is possible to measure the driver's breathing rate in real time by simultaneously comparing and analyzing the signals measured from the ECG sensor 110 and the acceleration sensor 130.
제1항에 있어서,
상기 ECG 측정 전극(110)은 2개 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 운전자 주행상태 분석 시스템.
According to paragraph 1,
A real-time biosignal-based driver driving condition analysis system, characterized in that the ECG measurement electrodes 110 consist of two or more.
제1항에 있어서,
생체신호 측정부(100)는 혈압, 혈관 내 산소포화도를 포함한 생체신호 측정용 센서를 추가함으로써 측정된 생체신호를 복합적으로 분석하여 실시간 진단할 수 있는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 수면자세 교정시스템.
According to paragraph 1,
The biosignal measurement unit 100 is a real-time biosignal-based sleeping posture correction system characterized in that real-time diagnosis can be made by complexly analyzing the measured biosignals by adding a sensor for measuring biosignals including blood pressure and intravascular oxygen saturation. .
제7항 또는 제9항에 있어서,
실시간 측정된 생체신호가 위험하다고 판단되는 경우 운전모드를 자율주행모드로 교체함과 동시에 무선통신을 통하여 공공기관에 알리는 것을 특징으로 하는 실시간 생체신호 기반 수면자세 교정시스템.
According to paragraph 7 or 9,
A real-time bio-signal-based sleep posture correction system that replaces the driving mode with autonomous driving mode when the bio-signals measured in real-time are judged to be dangerous and simultaneously notifies public institutions through wireless communication.
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