WO2021210719A1 - 스마트 헬멧 - Google Patents

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WO2021210719A1
WO2021210719A1 PCT/KR2020/006634 KR2020006634W WO2021210719A1 WO 2021210719 A1 WO2021210719 A1 WO 2021210719A1 KR 2020006634 W KR2020006634 W KR 2020006634W WO 2021210719 A1 WO2021210719 A1 WO 2021210719A1
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WO
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band
helmet
length
wearer
processor
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/006634
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English (en)
French (fr)
Inventor
박재흥
Original Assignee
아날로그플러스 주식회사
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Publication date
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    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Definitions

  • the present invention relates to a smart helmet, and more particularly, to a smart helmet that automatically adjusts the length of a strap in response to a movement of a helmet wearer.
  • a helmet is mainly worn for the purpose of protecting the wearer's head, face, etc.
  • it is used for various outdoor activities such as bikes, bicycles, racing vehicles, firefighting, and military use.
  • These helmets are mainly worn by the helmet wearer during exercise or in dangerous situations, and the wearer has to always tighten the straps or straps of the helmet so that the helmet does not come off from the head.
  • the wearer had to be careful not to take the helmet off because an unexpected situation occurred while the strap or strap of the helmet was untied, or the helmet came off from the head in a situation where the head was tilted back to drink water. .
  • An object of the present invention is to provide a smart helmet for automatically adjusting the length of the band.
  • a smart helmet for achieving this object, a helmet body including an acceleration sensor, a band portion including a band wrapped around the helmet wearer's head, and an operation of the helmet wearer through the acceleration sensor and a band length adjusting unit for obtaining information and automatically adjusting the length of the band based on the operation information.
  • the band length adjustment unit the micro-motor for winding or unwinding the string member inserted into the band in order to adjust the length of the band and controlling the rotation amount of the micro-motor based on the operation information of the band It may include a processor that automatically adjusts the length.
  • the processor determines the motion of the helmet wearer based on information about at least one of vibration, direction, rotation, speed, and impact of the helmet sensed through the acceleration sensor, and obtains motion information of the helmet wearer can do.
  • the motion information includes at least one of the intensity of the motion, the direction of the motion, whether the motion is rotated or not, and the tilt of the motion.
  • the processor increases the amount of rotation of the micro-motor in the direction in which the string member inserted into the band is wound as the amount of change of at least one of the intensity of the operation, the direction of the operation, whether the operation is rotated or not, and the inclination increases. and, as the amount of change decreases, the amount of rotation of the micro-motor in a direction in which the string member is unwound may be increased.
  • the smart helmet according to an embodiment of the present invention may further include an LED lamp indicating that the adjustment of the length of the band is automatically performed.
  • the acceleration sensor may include a 6-axis acceleration gyro sensor.
  • the processor may adjust the length of the band so that the band is in close contact with the helmet wearer's head or loosened when a predetermined number of shocks are applied from the outside of the helmet body for a predetermined time.
  • the smart helmet according to an embodiment of the present invention further includes a button unit for adjusting the length of the band, and the processor may adjust the length of the band in response to an input signal input through the button unit.
  • the convenience of the helmet wearer may be increased by automatically adjusting the band length in response to the motion of the helmet wearer.
  • FIG. 1 is a view showing a smart helmet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the inside of a smart helmet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of a band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration of a band unit according to an embodiment of the present invention.
  • 6A to 6D are diagrams for explaining various situations in which the smart helmet automatically adjusts the length of the band.
  • FIG. 7 is a view for explaining the operation of the band unit and the band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a button unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is a view for explaining that the length is adjusted in response to a tapping operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a specific configuration of the band length adjusting unit shown in FIG. 4 .
  • FIG. 11 is a diagram of a software module stored in a storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a smart helmet according to an embodiment of the present invention.
  • the smart helmet 100 is illustrated as having a structure that can cover only the head of the helmet wearer, it is natural that it may be implemented as a helmet of various types.
  • helmets refer to helmets of various types used for special purpose types such as military, firefighting, and medical use, as well as helmets required for riding a transportation means such as, for example, a bicycle or a bicycle.
  • the smart helmet 100 shown in FIG. 1 includes a helmet body 110 including an acceleration sensor 113 .
  • the acceleration sensor 113 may be implemented as an acceleration-gyro sensor, a 6-axis acceleration sensor, a 6-axis acceleration-gyro sensor, a 9-axis acceleration sensor, a 9-axis acceleration-gyro sensor, etc. It is possible to detect sensing values related to acceleration, direction, rotation, inclination, and the like.
  • the acceleration sensor 113 is mainly built in the helmet body 110, but may be provided together with a band length adjustment unit to be described later, or may be implemented in a form separately attached to the outside in some cases.
  • the acceleration sensor 113 when the acceleration sensor 113 is embedded in the helmet body 110, it must be connected to a separate conductive wire to transmit and receive electrical signals or data, and the required conductive wire may be embedded in the helmet body 110, or a lead It may be fixed in advance to the inside of the support (not shown).
  • the acceleration sensor 113 and the wire may be built in either the inner case or the outer case.
  • FIG. 2 is a view showing the inside of a smart helmet according to an embodiment of the present invention.
  • the smart helmet 100 includes a helmet body 110 , a band unit 120 , and a band length adjustment unit 130 .
  • the helmet body 110 includes an acceleration sensor 113
  • the band unit 120 includes a band wrapped around the helmet wearer's head.
  • the band may be made of a material such as rubber, sponge, elastomer, or cloth.
  • the band part 120 is worn around the wearer's head so that it can be worn around the helmet wearer's head.
  • one end of the band unit 120 is connected to the band length adjusting unit 130 , and the length of the band may be adjusted through the band length adjusting unit 130 .
  • the band part 120 according to an embodiment of the present invention is provided around the helmet body 110 and can move left and right, and the band part 120 is not separated from the helmet body 110 while the band part 120 moves.
  • a guide member 111 for fixing may be installed on the helmet body 110 .
  • the guide member 111 may be made of a material such as rubber, sponge, elastomer, cloth, etc., and a plurality of guide members 111 shown in FIG. 2 are installed around the helmet body 110, but this is only an example, It is natural that the band unit 120 may be installed in a variety of ways to fix it.
  • the band length adjustment unit 130 may be installed on the back side of the helmet body 110 , and is shown as being installed inside the smart helmet 100 in FIG. 2 , but is attached to the outside of the smart helmet 100 . It may be installed in the form or may be implemented in a form connected to the smart helmet 100 by being present as a separate configuration on the outside of the smart helmet 100 .
  • FIG. 3 is a view showing a band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the band length adjusting unit 130 may be implemented as a separate configuration on the outside of the helmet body 110 , and the helmet wearer may adjust the band length of the band unit 120 by manipulating it by hand.
  • the band length adjusting unit 130 may be implemented in a form attached to the outside of the helmet body 110 , or may be installed inside the helmet body 110 .
  • the band length adjusting unit 130 may obtain motion information of the helmet wearer through the acceleration sensor 113 and automatically adjust the length of the band based on the motion information.
  • the band length adjuster 130 moves based on the received roll, pitch, yaw values and angular velocity information. Distance and direction can be calculated, and exact location can be determined.
  • the band length adjustment unit 130 may also calculate the slope, vibration, impact, etc. based on the received roll, pitch, yaw value and angular velocity information.
  • the band length adjustment unit 130 may obtain the motion information of the helmet wearer through the acceleration sensor 113 , for example, in which direction and at what speed the current helmet wearer is running, or the current Various motion information regarding the direction in which the helmet wearer is tilting their head or the direction and at what speed the helmet wearer is currently rotating may be acquired.
  • the band length adjusting unit 130 may automatically adjust the length of the band based on the obtained motion information.
  • the band length adjusting unit 130 adjusts the length of the band to be relatively short to adjust the band unit 120 to be tightened around the helmet wearer's head.
  • the band length adjusting unit 130 fits the band unit 120 to tighten the band unit 120 around the helmet wearer's head, so that the band unit 120 presses the helmet wearer's head circumference. It can be in close contact and thus the smart helmet 100 is not separated from the head of the helmet wearer.
  • the band length adjustment unit 130 adjusts the length of the band to be relatively long to adjust the band unit 120 to be loose from the helmet wearer's head circumference.
  • the helmet wearer is not able to feel the tightness or pressure of the head felt when wearing the smart helmet 100 away from the pressure of the band unit 120 while resting while looking at the scenery.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of a band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • the band length adjusting unit 130 includes a processor 131 and a miniature motor 132 .
  • the miniature motor 132 may wind or unwind the string member inserted into the band in order to adjust the length of the band. That is, the miniature motor 132 may reduce or increase the length of the band including the string member while winding or unwinding the string member inserted into the band.
  • the processor 131 may automatically adjust the length of the band by controlling the rotation amount of the micro motor 132 based on the motion information of the helmet wearer. For example, if it is determined that the current helmet wearer is running at a speed of 30 per hour, the processor 131 may increase the rotation amount of the micromotor 132 in the direction of winding the string member.
  • the string member is wound at a high speed, the length of the band is reduced, and the band unit 120 is brought into close contact to press the circumference of the helmet wearer's head.
  • the processor 131 may increase the rotation amount of the micromotor 132 in the direction of loosening the string member.
  • the length of the band is increased as the string member is released at a high speed, and the band unit 120 is loosened from the circumference of the helmet wearer's head.
  • the processor 130 may differently determine the motion information for this and control the rotation amount of the micro motor 132 differently.
  • the specific configuration of the band unit 120 is as follows.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration of a band unit according to an embodiment of the present invention.
  • the band unit 120 may include a string member 121 used to adjust the length of the band.
  • the string member 121 may be implemented with a material such as rubber, cloth, elastomer, wire, string, or the like, and may be implemented as a plurality of lines instead of a single line, or may be formed of cotton.
  • the string member 121 may be provided outside the band unit 120 instead of having a structure inserted into the band unit 120 , or may be implemented in a form separate from the band unit 120 .
  • the band part 120 may be implemented by using a soft or elastic material for the material of the band part 120 in order to reduce the feeling of tightness or pressure that the string member 121 directly gives around the head of the helmet wearer. It can be implemented with various materials that can be relaxed.
  • the processor 131 determines the motion of the helmet wearer based on information about at least one of vibration, direction, rotation, speed, and impact of the smart helmet 100 sensed through the acceleration sensor 113 and Operation information can be obtained.
  • the processor 131 provides information on at least one of vibration, direction, rotation, speed, and impact of the smart helmet 100 based on the roll, pitch, yaw values and angular velocity detected by the above-described acceleration sensor 113 . may be determined, and accordingly, specific motion information of the wearer wearing the helmet may be determined.
  • the processor 131 determines that the helmet wearer is rotating at 30 per hour in the right direction. If the direction of the smart helmet 100 is right and the rotation is only at the beginning, then disappears after a while, there is a slope, and the speed is determined to be 30 per hour, the processor 131 displays the helmet wearer in the right corner at 30 per hour. It can be determined that a cornering operation is in progress.
  • the motion information may include at least one of the intensity of the motion, the direction of the motion, whether the motion is rotated or not, and the inclination of the motion.
  • the processor 131 determines the direction in which the string member 121 inserted into the band is wound as the amount of change in at least one of the strength of the operation, the direction of the operation, whether the operation is rotated or not, and the inclination of the operation increases. rotation can be increased.
  • the processor 131 moves the micromotor 132 in the direction in which the string member 121 inserted into the band is unwound. rotation can be increased.
  • the processor 131 may control the rotation direction and the rotation amount of the micro motor 132 according to the amount of change such as the strength of the motion or the direction of the motion, even when the helmet wearer is performing the same motion.
  • the processor 131 when the helmet wearer rides a bicycle and moves forward, the processor 131 is different when the helmet wearer rides a bicycle and moves at a speed of 10 per hour and when the helmet wearer moves at a speed of 40 per hour on a bicycle.
  • the rotation direction and amount of rotation can be controlled.
  • the processor 131 operates the micromotor 132 of the The rotation direction may be set to the direction in which the string member 121 is wound, and the amount of rotation of the micro motor 132 may be increased.
  • the processor 131 rotates the micro motor 132 .
  • the direction may be set to a direction in which the string member 121 is unwound, and the amount of rotation of the micro motor 132 may be increased.
  • the processor 131 may calculate the amount of change in the intensity, direction, inclination, etc. of the motion even within the same motion of the helmet wearer, and adjust the rotation direction and the amount of rotation of the micro motor 132 in response to the calculated variation.
  • 6A to 6D are diagrams for explaining various situations in which the smart helmet automatically adjusts the length of the band.
  • FIG. 6A illustrates an operation in which the helmet wearer rides the bicycle 510 and runs forward.
  • the processor 131 determines through the acceleration sensor 113 that the direction in which the helmet wearer moves is the forward direction and what the speed is.
  • the smart helmet 100 is moved from the helmet wearer's head by adjusting the band length of the band part 120 to be shorter based on this operation information so that the band part 120 relatively tightens the helmet wearer's head. make sure it doesn't come off.
  • the acceleration sensor 113 can sense vibration or shock, Accordingly, the processor 131 may automatically adjust the band length of the band unit 120 in response to the sensed vibration or shock.
  • the processor 131 adjusts the band length of the band unit 120 to be short so that the band unit 120 tightens the helmet wearer's head so that the smart helmet 100 is the helmet wearer's head. In order not to deviate from it, and when vibration or shock is no longer present after the vibration or shock is sensed, the processor 131 adjusts to increase the length of the band of the band unit 120 again so that the band unit 120 is the head of the helmet wearer. Adjust it to loosen from the
  • FIG. 6B illustrates an operation in which the helmet wearer rides the bicycle 510 and stops.
  • the processor 131 may determine that the amount of change in the value sensed by the acceleration sensor 113 is very low, and accordingly The processor 131 may adjust the length of the band of the band unit 120 to be loose from the helmet wearer's head.
  • the processor 131 may determine the amount of change in direction, rotation, inclination, and speed through the acceleration sensor 113, , Specifically, if it is determined that the rotation is made 5 degrees in the left direction, the tilt is 10 degrees in the left direction, and the speed is 10 per hour, it can be determined that the helmet wearer is moving the bent corner in the left direction at 10 per hour. .
  • the processor 131 adjusts the band length of the band unit 120 to be shorter so that the band unit 120 relatively tightens the helmet wearer's head so that the smart helmet 100 does not separate from the helmet wearer's head.
  • the processor 131 may determine the amount of change in the direction, inclination, and speed through the acceleration sensor 113, and , Specifically, when it is determined that the rotation is 60 degrees in the rear direction and the tilt is 5 degrees to the right, it can be determined that the helmet wearer is tilting her head back while slightly tilting to the right.
  • the processor 131 adjusts the band length of the band unit 120 to be shorter so that the band unit 120 relatively tightens the helmet wearer's head so that the smart helmet 100 does not separate from the helmet wearer's head.
  • the smart helmet 100 is automatically provided to the helmet wearer through the above-described process. Since it is fitted so as not to be separated from the head, the helmet wearer does not need to pay special attention to whether the smart helmet 100 is worn.
  • FIG. 7 is a view for explaining the operation of the band unit and the band length adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
  • a string member 121 is inserted into the band part 120 , and one end of the string member 121 is fixed to the band part 120 , and the other end of the string member 120 is a band. It is connected to the miniature motor 132 provided inside the length adjusting unit 130 .
  • the miniature motor 132 rotates in a direction in which the string member 120 is wound, one end of the string member 121 is fixed to the band part 120 so that the length of the string member 120 is reduced while the band part.
  • the length of (120) is also reduced.
  • the miniature motor 132 rotates in a direction to untie the string member 120, one end of the string member 121 is fixed to the band part 120, so the length of the string member 120 increases while the band part ( 120) is also increased.
  • connection method between the string member 121 and the subminiature motor 132 and the method in which the string member 121 and the band unit 120 are included are only examples, and the subminiature motor 132 uses the string member 121 as an example.
  • the string member 121 is implemented as a wire and the band length adjustment unit 130 may be implemented as a Boa Closure System, and the micro motor 132 is a dial of the Boa Closure System. It may be implemented in a way to adjust the rotation direction and amount of rotation of the dial by being connected.
  • the material of the band part 120 should be implemented with a relatively softer and better shock-absorbing material
  • the band length adjustment part 130 is implemented as a boa closure system, As described above, it may be separately configured on the outside of the helmet body 110 or may be implemented in a form attached to the outside of the helmet body 110 .
  • FIG. 8 is a view showing a button unit according to an embodiment of the present invention.
  • the button unit 112 and the LED lamp 114 may be installed on the helmet body 110 .
  • the button unit 112 may receive a user input for adjusting the length of the band, and may be implemented in the form of a physical button pressed by pressure, or may be implemented in the form of a touch button capable of receiving a touch operation. have.
  • the processor 131 may adjust the length of the band in response to an input signal input through the button unit 112 .
  • the processor 131 may control the band length adjusting unit 130 to increase the length of the band, and the button unit 112 .
  • the band length adjusting unit 130 may be controlled to reduce the length of the band.
  • the LED lamp 114 may indicate that the adjustment of the length of the band is being controlled automatically. For example, when the length adjustment of the band is automatically controlled, that is, when the band length adjustment unit 130 is currently operating, the LED lamp 114 may emit light in a preset color or in green color, When the length adjustment is not automatically controlled, that is, when the helmet wearer has to manually adjust the length of the band, the LED lamp 114 may emit light in another preset color or light in red.
  • the helmet wearer can check whether the current band length of the smart helmet 100 is automatically adjusted by looking at the color of the LED lamp 114 before wearing the helmet.
  • FIG 9 is a view for explaining that the length is adjusted in response to a tapping operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 a case in which the helmet wearer taps the helmet body 110 by hand is illustrated.
  • the processor 131 adjusts the length of the band so that the band is in close contact with the helmet wearer's head or loosened. have.
  • the processor 131 may adjust the length of the band to be short so that the band is in close contact with the head of the helmet wearer.
  • the wearer when the helmet wearer wants to quickly take off the smart helmet 100, the wearer taps the helmet body 110 once for 3 seconds, the processor 131 adjusts the length of the band to make the band longer for the helmet wearer. It can be made loose from the head of
  • the processor 131 may execute a set command in response to the preset shock whenever a preset shock is sensed.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a specific configuration of the band length adjusting unit shown in FIG. 4 .
  • the band length adjustment unit 130 includes a processor 131 , a miniature motor 132 , and a storage unit 133 .
  • the processor 131 generally controls the operation of automatically adjusting the length of the band based on the motion information of the helmet wearer obtained by the acceleration sensor 113 .
  • the processor 131 includes the RAM 11 , the ROM 12 , the main CPU 13 , the graphic processing unit 14 , the first to n interfaces 15-1 to 15-n, and the bus 16 .
  • the RAM 11 , the ROM 12 , the main CPU 13 , the graphic processing unit 14 , the first to n interfaces 15 - 1 to 15 -n, etc. may be connected to each other through the bus 16 .
  • the first to n-th interfaces 15-1 to 15-n are connected to the various components described above.
  • One of the interfaces may be a network interface connected to an external device through a network.
  • the main CPU 13 accesses the storage unit 133 and performs booting using the O/S stored in the storage unit 133 . Then, various operations are performed using various programs, contents, data, etc. stored in the storage unit 133 .
  • the main CPU 13 may obtain motion information of the helmet wearer through the acceleration sensor, and automatically adjust the length of the band based on the motion information.
  • the ROM 12 stores an instruction set for system booting and the like.
  • the main CPU 13 copies the O/S stored in the storage unit 133 to the RAM 11 according to the command stored in the ROM 12, and executes the O/S. Boot the system.
  • the main CPU 13 copies various application programs stored in the storage unit 133 to the RAM 11 , and executes the application programs copied to the RAM 11 to perform various operations.
  • the graphic processing unit 14 generates a screen including various objects such as icons, images, and texts by using a calculation unit (not shown) and a rendering unit (not shown).
  • An operation unit calculates attribute values such as coordinate values, shape, size, color, etc. of each object to be displayed according to the layout of the screen based on the received control command.
  • the rendering unit (not shown) generates screens of various layouts including objects based on the attribute values calculated by the calculation unit (not shown).
  • the graphic processing unit 14 may implement the object generated by the main CPU 13 as a graphic user interface (GUI), an icon, a user interface screen, and the like.
  • GUI graphic user interface
  • the above-described operation of the processor 131 may be performed by a program stored in the storage 133 .
  • the storage unit 133 stores various data such as an O/S (Operating System) software module for driving the band length adjustment unit 130 that automatically adjusts the length of the band, and various multimedia contents.
  • O/S Operating System
  • the storage unit 120 obtains the motion information of the helmet wearer through the acceleration sensor, and automatically adjusts the length of the band based on the motion information, and specifically, the intensity of the motion, the direction of the motion, and the rotation of the motion.
  • the amount of change in at least one of whether or not and inclination increases, the rotation amount of the micro motor in the winding direction of the string member inserted into the band increases, and as the amount of change decreases, the rotation amount of the micro motor increases in the direction in which the string member is unwound
  • FIG. 11 is a diagram of a software module stored in a storage unit according to an embodiment of the present invention.
  • the storage unit 133 includes an operation information determination module 133-1, an operation information acquisition module 133-4, a miniature motor control module 133-2, and an acceleration sensor control module 133-5. ) and programs such as the LED control module 133-3 can be stored.
  • the above-described operation of the band length adjusting unit 130 may be performed by a program stored in the storage unit 133 .
  • a program stored in the storage unit 133 may be performed by a program stored in the storage unit 133 .
  • detailed operations of the processor 131 using the program stored in the storage 133 will be described in detail.
  • the motion information determining module 133 - 1 may determine specific motion information as described above based on the sensed value detected by the acceleration sensor 113 .
  • the motion information acquisition module 133 - 4 may acquire motion information for controlling the length of the band according to the determined specific motion information.
  • the micro-motor control module 133 - 2 may determine and control the rotation direction and the amount of rotation of the micro-motor based on the obtained operation information.
  • the acceleration sensor control module 133 - 5 may adjust the sensitivity of the acceleration sensor, determine whether to weight the sensed value, and transmit the detected sensed value to the processor 131 .
  • the LED control module 133 - 3 may emit light by determining whether to emit light or a preset color to indicate whether or not the band length adjusting unit 130 operates.
  • a non-transitory computer readable medium in which a program for sequentially performing the control method according to the present invention is stored may be provided.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., and can be read by a device.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
  • each device may further include a processor such as a CPU or a microprocessor that performs the various steps described above.

Abstract

스마트 헬멧이 개시된다. 스마트 헬멧은 가속도 센서를 포함하는 헬멧 본체, 헬멧 착용자의 머리 둘레에 둘러지는 밴드를 포함하는 밴드부 및 가속도 센서를 통해 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 동작 정보에 기초하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 밴드길이 조정부를 포함한다. 이에 따라, 헬멧 착용자의 동작에 대응하여 밴드 길이가 자동적으로 조정됨으로써, 헬멧 착용자의 편의성이 증대될 수 있다.

Description

스마트 헬멧
본 발명은 스마트 헬멧에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헬멧 착용자의 움직임에 대응하여 자동적으로 스트랩의 길이를 조정하는 스마트 헬멧에 관한 것이다.
일반적으로 헬멧(Helmet)은 주로 착용자의 머리, 안면 등을 보호하기 위한 목적으로 착용하는데, 예컨데 바이크, 싸이클, 경주용 차량, 소방용, 군용 등 각종 야외 활동 시 사용되고 있다.
이러한 헬멧은 주로 헬멧 착용자가 운동을 하거나 위험 상황 등에서 착용하게 되어, 착용자는 항상 헬멧의 끈이나 스트랩을 꽉 조여매어 헬멧이 머리로부터 이탈되지 않도록 주의를 기울여야 했다.
또한, 본인의 헬멧이 아닌 경우에는 본인의 머리 둘레 사이즈에 맞도록 끈이나 스트랩을 조정해야 하는 불편함이 존재하였다.
그리고 헬멧의 끈이나 스트랩을 풀어둔 상태에서 돌발 상황이 발생하거나 물을 마시기 위해 고개를 뒤로 젖히거나 하는 상황에서 헬멧이 머리로부터 이탈되는 상황이 발생하여 착용자는 늘 헬멧이 벗겨지지 않도록 주의를 기울여야 했다.
이에 따라, 착용자의 움직임을 감지하여 상황에 맞게 자동적으로 끈이나 스트랩을 조정하여 착용자가 착용하고 있는 헬멧에 주의를 크게 기울이지 않도록 하는 요구가 증대되었다.
본 발명의 목적은 밴드의 길이를 자동적으로 조정하기 위한 스마트 헬멧을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧은, 가속도 센서를 포함하는 헬멧 본체, 헬멧 착용자의 머리 둘레에 둘러지는 밴드를 포함하는 밴드부 및 상기 가속도 센서를 통해 상기 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 상기 동작 정보에 기초하여 상기 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 밴드길이 조정부를 포함한다.
여기서, 상기 밴드길이 조정부는, 상기 밴드의 길이를 조절하기 위해 상기 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재를 감거나 풀기 위한 초소형 모터 및 상기 동작 정보에 기초하여 상기 초소형 모터의 회전량을 제어하여 상기 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 가속도 센서를 통해 센싱된 상기 헬멧의 진동, 방향, 회전, 속도 및 충격 중 적어도 하나에 관한 정보에 기초하여 상기 헬멧 착용자의 동작을 판단하고 상기 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 동작 정보는, 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나의 변화량이 커질수록 상기 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재가 감기는 방향으로 상기 초소형 모터의 회전량을 증가시키고, 상기 변화량이 작아질수록 상기 스트링 부재가 풀리는 방향으로 상기 초소형 모터의 회전량을 늘릴 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧은 상기 밴드의 길이 조정이 자동적으로 수행되고 있음을 나타내는 LED 램프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가속도 센서는, 6축 가속도 자이로 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 헬멧 본체의 외부로부터 기설정된 시간 동안 기설정된 횟수의 충격이 가해지는 경우, 상기 밴드의 길이 조정하여 상기 밴드가 상기 헬멧 착용자의 머리에 밀착되도록 하거나 또는 헐거워지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧은 상기 밴드의 길이를 조정하는 버튼부를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 버튼부를 통해 입력되는 입력 신호에 대응하여 상기 밴드의 길이를 조정할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 헬멧 착용자의 동작에 대응하여 밴드 길이가 자동적으로 조정됨으로써, 헬멧 착용자의 편의성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧의 내부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드길이 조정부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드길이 조정부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 스마트 헬멧이 자동적으로 밴드의 길이를 조정하기 위한 다양한 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드부 및 밴드길이 조정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버튼부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 두드리는 동작에 대응하여 길이가 조정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 밴드길이 조정부의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 소프트웨어 모듈에 관한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧(100)은 헬멧 착용자의 머리만 덮을 수 있는 구조로 도시되어 있으나, 다양한 형태의 헬멧으로 구현될 수 있음은 당연하다.
여기서, 다양한 형태의 헬멧은 예를 들어, 바이크, 자전거 등과 같은 운송 수단을 탈 때 필요한 헬멧 뿐만 아니라, 군사용, 소방용, 의료용 등과 같은 특수 목적형을 위해 사용되는 다양한 형태의 헬멧을 의미한다.
구체적으로, 도 1에 도시된 스마트 헬멧(100)은 가속도 센서(113)를 포함하는 헬멧 본체(110)를 포함한다. 여기서, 가속도 센서(113)는 가속도-자이로 센서, 6축 가속도 센서, 6축 가속도-자이로 센서, 9축 가속도 센서, 9축 가속도-자이로 센서 등으로 구현될 수 있으며, 스마트 헬멧(100) 자체의 가속도, 방향, 회전, 기울기 등에 관한 센싱값을 검출할 수 있다.
가속도 센서(113)의 동작에 대해서는 이미 공지되어 있는 기술이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 가속도 센서(113)는 주로 헬멧 본체(110)에 내장되어 있으나, 추후 설명할 밴드길이 조정부에 함께 구비될 수도 있고, 경우에 따라서는 외부에 별도로 부착되는 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 가속도 센서(113)가 헬멧 본체(110)에 내장되는 경우 별도의 도선과 연결되어 전기 신호 또는 데이터를 송수신하여야 하며, 이렇게 필요한 도선은 헬멧 본체(110)에 내장되어 있을 수 있고, 또는 리드 서포트(미도시)의 내부에 미리 고정되어 있을 수 있다.
또한, 스마트 헬멧(100)이 외부 케이스 및 내부 케이스로 분리되는 경우 가속도 센서(113) 및 도선은 내부 케이스 또는 외부 케이스 중 하나에 내장되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 헬멧의 내부를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 스마트 헬멧(100)은 헬멧 본체(110), 밴드부(120) 및 밴드길이 조정부(130)를 포함한다.
헬멧 본체(110)는 가속도 센서(113)를 포함하고, 밴드부(120)는 헬멧 착용자의 머리 둘레에 둘러지는 밴드를 포함한다. 여기서, 밴드는 고무, 스펀지, 엘라스토머, 천 등과 같은 소재로 이루어질 수 있다.
밴드부(120)는 헬멧 착용자의 머리 둘레에 씌어질 수 있도록 착용자의 머리 둘레에 둘러져서 착용된다. 이때, 밴드부(120)의 일단은 밴드길이 조정부(130)와 연결되며, 밴드길이 조정부(130)를 통해 밴드의 길이가 조정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드부(120)는 헬멧 본체(110)의 둘레에 구비되어 좌우로 움직일 수 있으며, 밴드부(120)가 움직이면서 헬멧 본체(110)로부터 이탈되지 않도록 밴드부(120)를 고정시키는 가이드 부재(111)가 헬멧 본체(110)에 설치될 수 있다.
이러한 가이드 부재(111)는 고무, 스펀지, 엘라스토머, 천 등과 같은 소재로 이루어질 수 있으며, 도 2에 도시된 가이드 부재(111)는 헬멧 본체(110)의 둘레에 복수개 설치되어 있으나 이는 일 예일 뿐, 밴드부(120)를 고정시킬 수 있는 다양한 방식으로 설치될 수 있음은 당연하다.
한편, 밴드길이 조정부(130)는 헬멧 본체(110)의 뒷편에 설치될 수 있으며, 도 2에서는 스마트 헬멧(100)의 내부에 설치되어 있는 것으로 도시하였으나, 스마트 헬멧(100)의 외부에 부착된 형태로 설치될 수도 있고, 스마트 헬멧(100)의 외부에 별도의 구성으로 존재하여 스마트 헬멧(100)과 연결되는 형태로 구현될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드길이 조정부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 밴드길이 조정부(130)는 헬멧 본체(110)의 외부에 별도의 구성으로 구현될 수 있으며, 헬멧 착용자가 손으로 조작하여 밴드부(120)의 밴드 길이를 조정할 수 있다.
물론, 상술한 바와 같이 밴드길이 조정부(130)는 헬멧 본체(110)의 외부에 부착되는 형태로 구현될 수도 있고, 헬멧 본체(110)의 내부에 설치될 수도 있다.
한편, 밴드길이 조정부(130)는 가속도 센서(113)를 통해 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 동작 정보에 기초하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정할 수 있다.
구체적으로, 밴드길이 조정부(130)는 가속도 센서(113)에서 센싱된 센싱값 즉, roll, pitch, yaw 값 및 각속도 정보를 수신하면, 수신된 roll, pitch, yaw 값 및 각속도 정보에 기초하여 이동거리와 방향을 산출해낼 수 있고, 정확한 위치도 파악할 수 있다.
또한, 밴드길이 조정부(130)는 수신된 roll, pitch, yaw 값 및 각속도 정보에 기초하여 기울기, 진동, 충격등도 산출해낼 수 있다.
이에 따라, 밴드길이 조정부(130)는 가속도 센서(113)를 통해 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득할 수 있는데, 예를 들어, 현재 헬멧 착용자가 어느 방향으로 어느 정도의 속도로 달려가고 있는지, 또는 현재 헬멧 착용자가 머리를 어느 방향으로 기울이고 있는지, 또는 현재 헬멧 착용자가 어느 방향으로 어느 정도의 속도로 회전하고 있는지 등에 관한 다양한 동작 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 밴드길이 조정부(130)는 획득된 동작 정보에 기초하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정할 수 있다.
예를 들어, 현재 헬멧 착용자가 앞으로 시속 30으로 달려가고 있는 것으로 판단되는 경우, 밴드길이 조정부(130)는 밴드의 길이를 상대적으로 짧게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리 둘레에 조이도록 조정할 수 있다.
이에 따라, 헬멧 착용자는 앞으로 달려나가는 동작을 취하더라도 밴드길이 조정부(130)가 밴드부(120)를 헬멧 착용자의 머리 둘레에 조이도록 피팅시키게 되어, 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리 둘레를 압박하도록 밀착이 될 수 있고 따라서 스마트 헬멧(100)은 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않는다.
또는, 현재 헬멧 착용자가 앞으로 달리다가 잠시 서서 경치를 바라보며 쉬는 것으로 판단되는 경우, 밴드길이 조정부(130)는 밴드의 길이를 상대적으로 길게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리 둘레로부터 느슨하게 되도록 조정할 수 있다.
이에 따라, 헬멧 착용자는 경치를 바라보며 쉬는 동안 밴드부(120)의 압박으로부터 벗어나 스마트 헬멧(100)을 착용할 때 느껴지는 머리의 조임감이나 압박감을 느낄 수 없게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드길이 조정부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 밴드길이 조정부(130)는 프로세서(131) 및 초소형 모터(132)를 포함한다.
구체적으로, 초소형 모터(132)는 밴드의 길이를 조절하기 위해 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재를 감거나 풀 수 있다. 즉, 초소형 모터(132)는 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재를 감거나 풀면서, 스트링 부재를 포함하는 밴드의 길이를 줄이거나 늘릴 수 있다.
한편, 프로세서(131)는 헬멧 착용자의 동작 정보에 기초하여 초소형 모터(132)의 회전량을 제어하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(131)는 현재 헬멧 착용자가 앞으로 시속 30으로 달려가고 있는 것으로 판단되면, 스트링 부재를 감는 방향으로 초소형 모터(132)의 회전량을 높일 수 있다.
이에 따라, 스트링 부재가 빠른 속도로 감기면서 밴드의 길이는 줄어들게 되고 밴드부(120)는 헬멧 착용자의 머리 둘레를 압박하도록 밀착되게 된다.
또한, 프로세서(131)는 현재 헬멧 착용자가 앞으로 달리다가 잠시 서서 경치를 바라보며 쉬는 것으로 판단되면, 스트링 부재를 푸는 방향으로 초소형 모터(132)의 회전량을 높일 수 있다.
이에 따라, 스트링 부재가 빠른 속도로 풀리면서 밴드의 길이는 늘어나게 되고 밴드부(120)는 헬멧 착용자의 머리 둘레로부터 느슨하게 된다.
또한, 프로세서(130)는 헬멧 착용자의 앞으로 달려나가는 동작에 대해 속도, 방향 등이 다르다면 이에 대한 동작 정보를 다르게 판단하여 초소형 모터(132)의 회전량도 다르게 제어할 수 있다.
한편, 밴드부(120)의 구체적인 구성은 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 밴드부(120)는 밴드의 길이를 조절하기 위해 사용되는 스트링 부재(121)를 포함할 수 있다.
이러한 스트링 부재(121)는 상술한 바와 같이, 고무, 천, 엘라스토머, 와이어, 끈 등과 같은 소재로 구현될 수 있으며, 한 줄이 아닌 복수 개의 줄로 구현되거나 또는 면으로 형성되어 구현될 수도 있다.
또한, 이러한 스트링 부재(121)는 밴드부(120)의 내부에 삽입된 구조가 아닌 밴드부(120)의 외부에 구비될 수도 있고, 또는 밴드부(120)와 별도로 분리되는 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 밴드부(120)는 이러한 스트링 부재(121)가 헬멧 착용자의 머리 둘레에 직접적으로 주는 조임감이나 압박감을 저감시키기 위해 밴드부(120)의 소재를 푹신하거나 신축성있는 소재로 구현될 수 있으며, 충격이 완화될 수 있는 다양한 소재로 구현될 수 있다.
한편, 프로세서(131)는 가속도 센서(113)를 통해 센싱된 스마트 헬멧(100)의 진동, 방향, 회전, 속도 및 충격 중 적어도 하나에 관한 정보에 기초하여 헬멧 착용자의 동작을 판단하고 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(131)는 상술한 가속도 센서(113)에서 검출되는 roll, pitch, yaw 값 및 각속도에 기초하여 스마트 헬멧(100)의 진동, 방향, 회전, 속도 및 충격 중 적어도 하나에 관한 정보를 판단할 수 있고, 이에 따라 헬멧을 착용한 착용자의 구체적인 동작 정보를 판단할 수 있다.
예를 들어, 스마트 헬멧(100)의 방향이 오른쪽이고 회전이 지속적으로 존재하는 것으로 판단되며 속도가 시속 30으로 판단되는 경우, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 오른쪽 방향으로 시속 30으로 회전 중임을 알 수 있고, 스마트 헬멧(100)의 방향이 오른쪽이고 회전이 처음에만 있다가 잠시 후 사라지고 기울기가 존재하며 속도가 시속 30으로 판단되는 경우, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 시속 30으로 오른쪽 방향의 코너를 돌아 나가는 코너링 동작 중임을 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이러한 동작 정보는 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 프로세서(131)는 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나의 변화량이 커질수록 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재(121)가 감기는 방향으로 초소형 모터(132)의 회전량을 증가시킬 수 있다.
또한, 프로세서(131)는 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나의 변화량이 작아질수록 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재(121)가 풀리는 방향으로 초소형 모터(132)의 회전량을 늘릴 수 있다.
즉, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 동일한 동작을 하고 있는 경우라도 그 동작의 세기나 동작의 방향 등의 변화량에 따라 초소형 모터(132)의 회전 방향과 회전량을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 자전거를 타고 앞으로 나아가는 동작을 하고 있는 경우 헬멧 착용자가 자전거를 타고 시속 10으로 나아가는 경우와 자전거를 타고 시속 40으로 나아가는 경우 서로 다르게 초소형 모터(132)의 회전방향과 회전량을 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 자전거를 타고 시속 10으로 나아가다가 시속 40으로 속도를 올려서 나아가는 경우 동작의 세기의 변화량은 +30이고, 이에 따라 프로세서(131)는 초소형 모터(132)의 회전방향을 스트링 부재(121)가 감기는 방향으로 설정하고, 초소형 모터(132)의 회전량을 증가시킬 수 있다.
또한, 프로세서(131)는 헬멧 착용자가 자전거를 타고 시속 40으로 나아가다가 시속 10으로 속도를 낮춰서 나아가는 경우 동작의 세기의 변화량은 -30이고, 이에 따라 프로세서(131)는 초소형 모터(132)의 회전방향을 스트링 부재(121)가 풀리는 방향으로 설정하고, 초소형 모터(132)의 회전량을 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 프로세서(131)는 헬멧 착용자의 동일한 동작 내에서도 동작의 세기, 방향, 기울기 등의 변화량을 산출하고 산출된 변화량에 대응하여 초소형 모터(132)의 회전 방향과 회전량을 조정할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 스마트 헬멧이 자동적으로 밴드의 길이를 조정하기 위한 다양한 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 헬멧 착용자가 자전거(510)를 타고 앞으로 달려나가는 동작을 도시한 것으로, 이때 프로세서(131)는 가속도 센서(113)를 통해 헬멧 착용자가 움직이는 방향이 앞 방향이고 속도가 얼마인지를 판단할 수 있고, 상술한 바와 같이 이러한 동작 정보에 기초하여 밴드부(120)의 밴드 길이를 짧게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리를 상대적으로 조이도록 하여 스마트 헬멧(100)이 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않도록 한다.
또한, 도 6a에서는 상세히 도시되지 않았지만, 헬멧 착용자가 자전거(510)를 타고 앞으로 달려나가면서 요철을 넘거나 움푹 패인 길을 지나가는 경우, 가속도 센서(113)는 진동 또는 충격을 센싱할 수 있고, 이에 따라 프로세서(131)는 센싱된 진동 또는 충격에 대응하여 밴드부(120)의 밴드 길이를 자동적으로 조정할 수 있다.
구체적으로, 진동 또는 충격이 센싱된 순간에는 프로세서(131)는 밴드부(120)의 밴드 길이를 짧게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리를 조이도록 하여 스마트 헬멧(100)이 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않도록 하고, 진동 또는 충격이 센싱된 이후 더 이상 진동 또는 충격이 존재하지 않는 경우 프로세서(131)는 다시 밴드부(120)의 밴드 길이를 늘리도록 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리로부터 느슨하게 되도록 조정한다.
도 6b는 헬멧 착용자가 자전거(510)를 타고 멈춰있는 동작을 도시한 것으로, 이러한 경우 프로세서(131)는 가속도 센서(113)를 통해 센싱되는 값의 변화량이 매우 낮은 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 프로세서(131)는 밴드부(120)의 밴드 길이를 헬멧 착용자의 머리로부터 느슨하게 되도록 조정할 수 있다.
도 6c는 헬멧 착용자가 자전거(510)를 타고 코너를 돌아나가는 동작을 도시한 것으로, 이러한 경우 프로세서(131)는 가속도 센서(113)를 통해 방향, 회전, 기울기, 속도의 변화량을 판단할 수 있고, 구체적으로, 왼쪽 방향으로 회전이 5도 이루어졌고 기울기는 왼쪽 방향으로 10도 기울어졌으며 속도는 시속 10인 것으로 판단되면, 헬멧 착용자가 왼쪽 방향으로 구부러진 코너를 시속 10으로 움직이고 있는 것으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(131)는 밴드부(120)의 밴드 길이를 짧게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리를 상대적으로 조이도록 하여 스마트 헬멧(100)이 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않도록 한다.
도 6d는 헬멧 착용자가 자전거(510)를 타고 멈춘 상태에서 물을 마시는 동작을 도시한 것으로, 이러한 경우 프로세서(131)는 가속도 센서(113)을 통해 방향, 기울기, 속도의 변화량을 판단할 수 있고, 구체적으로 뒤쪽 방향으로 회전이 60도 이루어졌고, 기울기가 오른쪽으로 5도 기울어진 것으로 판단되면, 헬멧 착용자가 오른쪽으로 살짝 기울인채 고개를 뒤로 젖히고 있는 것으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(131)는 밴드부(120)의 밴드 길이를 짧게 조정하여 밴드부(120)가 헬멧 착용자의 머리를 상대적으로 조이도록 하여 스마트 헬멧(100)이 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않도록 한다.
따라서, 헬멧 착용자가 별도로 스마트 헬멧(100)의 착용끈을 조절하지 않고 느슨하게 풀어져 있는 상태로 쉬다가 물을 마시기 위해 고개를 뒤로 젖히더라도, 상술한 과정을 통해 스마트 헬멧(100)은 자동적으로 헬멧 착용자의 머리로부터 이탈되지 않도록 피팅이 되므로, 헬멧 착용자는 스마트 헬멧(100)의 착용여부에 대해 별도로 주의를 기울이지 않아도 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밴드부 및 밴드길이 조정부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 밴드부(120)의 내부에는 스트링 부재(121)가 삽입되어 있으며, 이러한 스트링 부재(121)의 일단은 밴드부(120)에 고정되어 있고, 스트링 부재(120)의 타단은 밴드길이 조정부(130)의 내부에 구비된 초소형 모터(132)에 연결되어 있다.
이에 따라, 초소형 모터(132)가 스트링 부재(120)를 감는 방향으로 회전하게 될 경우, 스트링 부재(121)의 일단이 밴드부(120)에 고정되어 있으므로 스트링 부재(120)의 길이가 줄어들게 되면서 밴드부(120)의 길이 또한 줄어들게 된다.
또한, 초소형 모터(132)가 스트링 부재(120)를 푸는 방향으로 회전하게 될 경우, 스트링 부재(121)의 일단이 밴드부(120)에 고정되어 있으므로 스트링 부재(120)의 길이가 늘어나게 되면서 밴드부(120)의 길이 또하 늘어나게 된다.
그러나, 상술한 스트링 부재(121)와 초소형 모터(132)의 연결 방식, 스트링 부재(121)와 밴드부(120)의 포함 방식 등은 일 예일 뿐, 초소형 모터(132)가 스트링 부재(121)를 감거나 푸는 방식이 아닌, 스트링 부재(121)가 와이어로 구현되고 밴드길이 조정부(130)가 보아 클로저 시스템(Boa Closure System)으로 구현될 수 있으며, 초소형 모터(132)가 보아 클로저 시스템의 다이얼과 연결되어 다이얼의 회전 방향과 회전량을 조정하는 방식으로 구현될 수도 있다.
또한, 스트링 부재(121)가 와이어로 구현되는 경우 밴드부(120)의 소재는 상대적으로 더욱 부드럽고 충격 흡수가 잘되는 소재로 구현되어야 할 것이며, 밴드길이 조정부(130)가 보아 클로저 시스템으로 구현될 경우 앞서 설명한 바와 같이 헬멧 본체(110)의 외부에 별도로 구성될 수도 있고, 헬멧 본체(110)의 외부에 부착되는 형태로 구현될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 버튼부를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 헬멧 본체(110)에 버튼부(112)와 LED 램프(114)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 버튼부(112)는 밴드의 길이를 조정하는 사용자 입력을 입력받을 수 있으며, 압력에 눌리는 물리적인 버튼 형태로 구현될 수도 있고, 터치 조작을 입력받을 수 있는 터치 버튼 형태로 구현될 수도 있다.
또한, 프로세서(131)는 버튼부(112)를 통해 입력되는 입력 신호에 대응하여 밴드의 길이를 조정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(131)는 버튼부(112)를 통해 밴드의 길이를 늘리도록 하는 신호가 입력되면 밴드길이 조정부(130)를 제어하여 밴드의 길이를 늘리도록 제어할 수 있고, 버튼부(112)를 통해 밴드의 길이를 줄이도록 하는 신호가 입력되면 밴드길이 조정부(130)를 제어하여 밴드의 길이를 줄이도록 제어할 수 있다.
또한, LED 램프(114)는 밴드의 길이 조정이 자동적으로 제어되고 있음을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 밴드의 길이 조정이 자동적으로 제어되고 있는 경우 즉, 밴드길이 조정부(130)가 현재 동작 중인 경우 LED 램프(114)가 기설정된 색상으로 발광되거나 또는 녹색으로 발광될 수 있고, 밴드의 길이 조정이 자동적으로 제어되지 않는 경우 즉, 헬멧 착용자가 수동적으로 밴드의 길이를 조정해야 하는 경우 LED 램프(114)가 다른 기설정된 색상으로 발광되거나 또는 적색으로 발광될 수 있다.
이에 따라, 헬멧 착용자는 헬멧 착용전 LED 램프(114)의 색상을 보고 현재 스마트 헬멧(100)의 밴드 길이가 자동적으로 조정되는 상태인지 여부를 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 두드리는 동작에 대응하여 길이가 조정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 헬멧 착용자가 헬멧 본체(110)를 손으로 두드리는 경우를 도시하고 있다.
구체적으로, 프로세서(131)는 헬멧 본체(110)의 외부로부터 기설정된 시간 동안 기설정된 횟수의 충격이 가해지는 경우, 밴드의 길이를 조정하여 밴드가 헬멧 착용자의 머리에 밀착되도록 하거나 헐거워지도록 할 수 있다.
예를 들어, 헬멧 착용자가 스마트 헬멧(100)을 착용하고 오토바이를 타면서 급가속을 해야하는 경우, 이때 스마트 헬멧(100)이 착용자의 머리로부터 이탈될 가능성이 높으므로 착용자는 출발 전 손으로 헬멧 본체(110)를 3초의 시간동안 2번 두드리게 되면, 프로세서(131)는 밴드의 길이를 짧게 조정하여 밴드가 헬멧 착용자의 머리에 밀착되도록 할 수 있다.
또한, 헬멧 착용자가 스마트 헬멧(100)을 빠르게 벗고자 할 경우, 착용자는 헬멧 본체(110)를 3초의 시간동안 1번 두드리게 되면, 프로세서(131)는 밴드의 길이를 길게 조정하여 밴드가 헬멧 착용자의 머리로부터 헐거워지도록 할 수 있다.
이와 같이, 기설정된 시간동안 기설정된 회수의 충격에 대해 별도의 명령으로 설정을 해두면, 프로세서(131)는 정해진 충격이 감지될 때마다 이에 대응되어 설정된 명령을 수행할 수 있다.
도 10은 도 4에 도시된 밴드길이 조정부의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
밴드길이 조정부(130)는 프로세서(131), 초소형 모터(132) 및 저장부(133)를 포함한다.
프로세서(131)는 가속도 센서(113)에 의해 획득된 헬멧 착용자의 동작 정보에 기초하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 동작을 전반적으로 제어한다.
구체적으로, 프로세서(131)는 RAM(11), ROM(12), 메인 CPU(13), 그래픽 처리부(14), 제1 내지 n 인터페이스(15-1 ~ 15-n), 버스(16)를 포함한다.
RAM(11), ROM(12), 메인 CPU(13), 그래픽 처리부(14), 제1 내지 n 인터페이스(15-1 ~ 15-n) 등은 버스(16)를 통해 서로 연결될 수 있다.
제1 내지 n 인터페이스(15-1 내지 15-n)는 상술한 각종 구성요소들과 연결된다. 인터페이스들 중 하나는 네트워크를 통해 외부 장치와 연결되는 네트워크 인터페이스가 될 수도 있다.
메인 CPU(13)는 저장부(133)에 액세스하여, 저장부(133)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행한다. 그리고, 저장부(133)에 저장된 각종 프로그램, 컨텐츠, 데이터 등을 이용하여 다양한 동작을 수행한다.
특히, 메인 CPU(13)는 가속도 센서를 통해 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 동작 정보에 기초하여 밴드의 길이를 자동적으로 조정할 수 있다.
ROM(12)에는 시스템 부팅을 위한 명령어 세트 등이 저장된다. 턴온 명령이 입력되어 전원이 공급되면, 메인 CPU(13)는 ROM(12)에 저장된 명령어에 따라 저장부(133)에 저장된 O/S를 RAM(11)에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, 메인 CPU(13)는 저장부(133)에 저장된 각종 어플리케이션 프로그램을 RAM(11)에 복사하고, RAM(11)에 복사된 어플리케이션 프로그램을 실행시켜 각종 동작을 수행한다.
그래픽 처리부(14)는 연산부(미도시) 및 렌더링부(미도시)를 이용하여 아이콘, 이미지, 텍스트 등과 같은 다양한 객체를 포함하는 화면을 생성한다. 연산부(미도시)는 수신된 제어 명령에 기초하여 화면의 레이아웃에 따라 각 객체들이 표시될 좌표값, 형태, 크기, 컬러 등과 같은 속성값을 연산한다. 렌더링부(미도시)는 연산부(미도시)에서 연산한 속성값에 기초하여 객체를 포함하는 다양한 레이아웃의 화면을 생성한다.
특히, 그래픽 처리부(14)는 메인 CPU(13)에 의해 생성된 오브젝트를 GUI(Graphic User Interface), 아이콘, 사용자 인터페이스 화면 등으로 구현할 수 있다.
한편, 상술한 프로세서(131)의 동작은 저장부(133)에 저장된 프로그램에 의해 이루어질 수 있다.
저장부(133)는 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 밴드길이 조정부(130)를 구동시키기 위한 O/S(Operating System) 소프트웨어 모듈, 각종 멀티미디어 컨텐츠와 같은 다양한 데이터를 저장한다.
특히, 저장부(120)는 가속도 센서를 통해 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 동작 정보에 기초하여 상기 밴드의 길이를 자동적으로 조정하며, 구체적으로, 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나의 변화량이 커질수록 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재가 감기는 방향으로 초소형 모터의 회전량을 증가시키고, 변화량이 작아질수록 스트링 부재가 풀리는 방향으로 초소형 모터의 회전량을 늘리도록 하기 위한 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 소프트웨어 모듈에 관한 도면이다.
도 11을 참조하면, 저장부(133)는 동작정보 판단 모듈(133-1), 동작정보 획득 모듈(133-4), 초소형 모터 제어모듈(133-2), 가속도 센서 제어 모듈(133-5) 및 LED 제어 모듈(133-3)등의 프로그램을 저장할 수 있다.
한편, 상술한 밴드길이 조정부(130)의 동작은 저장부(133)에 저장된 프로그램에 의해 이루어질 수 있다. 이하에서는 저장부(133)에 저장된 프로그램을 이용한 프로세서(131)의 세부 동작에 대해 자세히 설명하도록 한다.
구체적으로, 동작정보 판단 모듈(133-1)은 가속도 센서(113)에 의해 검출된 센싱 값에 기초하여 상술한 바와 같이 구체적인 동작의 정보를 판단할 수 있다.
동작정보 획득 모듈(133-4)는 판단된 구체적인 동작의 정보에 따라 밴드의 길이를 제어하기 위한 동작 정보를 획득할 수 있다.
초소형 모터 제어 모듈(133-2)는 획득된 동작 정보에 기초하여 초소형 모터의 회전 방향 및 회전량을 결정하고 제어할 수 있다.
가속도 센서 제어 모듈(133-5)는 가속도 센서의 민감도를 조정할 수 있고, 센싱되는 값에 대한 가중치 여부를 결정할 수 있으며, 검출되는 센싱값을 프로세서(131)로 전송할 수 있다.
LED 제어 모듈(133-3)은 밴드길이 조정부(130)의 동작 여부에 대해 표시하도록 기설정된 색상 또는 발광여부를 결정하여 LED 램프(114)를 발광시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 스마트 헬멧 또는 밴드길이 조정부에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 스마트 헬멧 또는 밴드길이 조정부에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 디바이스에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (9)

  1. 가속도 센서를 포함하는 헬멧 본체;
    헬멧 착용자의 머리 둘레에 둘러지는 밴드를 포함하는 밴드부; 및
    상기 가속도 센서를 통해 상기 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하고, 상기 동작 정보에 기초하여 상기 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 밴드길이 조정부;를 포함하는 스마트 헬멧.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밴드길이 조정부는,
    상기 밴드의 길이를 조절하기 위해 상기 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재를 감거나 풀기 위한 초소형 모터; 및
    상기 동작 정보에 기초하여 상기 초소형 모터의 회전량을 제어하여 상기 밴드의 길이를 자동적으로 조정하는 프로세서;를 포함하는 것인, 스마트 헬멧.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 가속도 센서를 통해 센싱된 상기 헬멧의 진동, 방향, 회전, 속도 및 충격 중 적어도 하나에 관한 정보에 기초하여 상기 헬멧 착용자의 동작을 판단하고 상기 헬멧 착용자의 동작 정보를 획득하는 것인, 스마트 헬멧.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동작 정보는,
    동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 스마트 헬멧.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 동작의 세기, 동작의 방향, 동작의 회전 여부 및 기울기 중 적어도 하나의 변화량이 커질수록 상기 밴드 내부에 삽입되는 스트링 부재가 감기는 방향으로 상기 초소형 모터의 회전량을 증가시키고,
    상기 변화량이 작아질수록 상기 스트링 부재가 풀리는 방향으로 상기 초소형 모터의 회전량을 늘리는 것인, 스마트 헬멧.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밴드의 길이 조정이 자동적으로 수행되고 있음을 나타내는 LED 램프;를 더 포함하는 것인, 스마트 헬멧.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가속도 센서는,
    6축 가속도 자이로 센서를 포함하는 것인, 스마트 헬멧.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 헬멧 본체의 외부로부터 기설정된 시간 동안 기설정된 횟수의 충격이 가해지는 경우, 상기 밴드의 길이 조정하여 상기 밴드가 상기 헬멧 착용자의 머리에 밀착되도록 하거나 또는 헐거워지도록 하는 것인, 스마트 헬멧.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 밴드의 길이를 조정하는 버튼부;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 버튼부를 통해 입력되는 입력 신호에 대응하여 상기 밴드의 길이를 조정하는 것인, 스마트 헬멧.
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