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KR101642697B1 - 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101642697B1 KR1020150171110A KR20150171110A KR101642697B1 KR 101642697 B1 KR101642697 B1 KR 101642697B1 KR 1020150171110 A KR1020150171110 A KR 1020150171110A KR 20150171110 A KR20150171110 A KR 20150171110A KR 101642697 B1 KR101642697 B1 KR 101642697B1
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Abstract

본 발명은 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공하는바, 차량의 운전자의 안전한 운행을 제공하고자, 운전자의 생체정보신호를 측정하고, 이를 통해 운전자의 생체이상 이벤트 발생을 판단하는바, 차량에 위치하는 제어모듈의 초광대역 통신 센서부를 통해 초광대역 통신(Ultra-Wideband) 임펄스 레디오 신호를 송신하여 운전자의 실시간 생체정보신호를 측정하고, 일정 조건에서 웨어러블 장치를 통해 운전자의 추가적인 생체정보신호를 측정하는바, 운전자 신체와 접촉 및 비접촉 생체정보신호를 측정하여, 운전자의 신체 이상 이벤트가 발생하는 경우, 안전한 주행을 수행하도록 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템 및 방법 {Biometrics measuring system of the driver and Biometrics measuring method for the same}
본 발명은 초광대역 통신 센서를 포함하는 차량을 통해서, 차량 운전자의 생체정보신호를 측정하는 장치에 관한 것으로, 더 바람직하게, 초광대역 통신 임펄스 레이더 및 웨어러블 장치를 통해서 운전자의 정확한 생체정보신호를 측정하고, 상기 측정된 생체정보신호의 노이즈를 제거하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차량의 주행성능 향상과 더불어 주행 안전성을 향상시키려는 노력이 계속되고 있는바, 차량의 차선 변경에 따른 핸들 진동과 같은 운전자의 안전성 향상을 위한 기술들이 차량 내부에 접목되고 있다. 더욱이, 최근에는 차량 주행시 운전자에 안전성을 향상시키기 위한 기술뿐 아니라, 차량의 운전자 중심의 안전성 향상 기술이 논의되고 있다.
상기와 같이, 차량의 운전자 중심의 주행 안전성을 향상시키기 위한 기술로서, 운전자의 생체이상 여부를 판단하는 기술이 이슈가 되고 있다.
다만, 상기와 같은 운전자의 생체정보를 측정하기 위해서 비접촉 측정방식을 이용할 경우, 이는 차량에서 발생하는 노이즈에 의해 정확한 정보를 측정하기 어렵다는 문제점이 존재하고, 접촉을 통한 측정방식을 적용하기에 있어서, 운전자의 성향을 모두 만족하기 어려운 문제점이 존재한다.
종래기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2014-0106303호(이하 문헌 1)의 경우, 자동차 사고가 발생한 경우, 차량의 사고상태, 사고지점 및 운전자의 정보 등을 송수신하는 기술을 개시하고 있다.
다만, 문헌 1의 경우, 사고가 발생한 이후의 신속한 사고 처리를 위한 차량용 영상기록 장치만을 제공하는바, 주행중 운전자의 생체정보에 이상을 측정하는 기술적 특징을 제공하지 못하고 있다.
더욱이, 차량에서 발생하는 진동 및 소음에 의해 측정되는 신체 정보에 대한 보정을 수행하는 기술을 제공하지 못하는바, 정확한 운전자 생체정보를 측정하기 어렵다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 차량 운전자의 안전한 운행을 제공하고자, 주행중 운전자의 생체정보신호를 측정하고, 이를 통해 운전자의 생체이상 이벤트 발생을 판단하는바, 차량에 위치하는 제어모듈의 초광대역 통신 센서부와 웨어러블 장치를 통해 운전자의 신체와 접촉 및 비접촉 생체정보신호를 측정하는 기술을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 포함하는바, 차량에 위치하는 제어모듈로서, 상기 제어모듈는, 차량에 내부에 위치하는 초광대역 통신 센서부; 상기 초광대역 통신 센서부에서 측정된 데이터를 저장하는 저장부; 상기 차량 진동에 따라 상기 저장된 생체정보신호의 보정을 수행하는 노이즈 제거부;를 포함하고, 상기 초광대역 통신 센서부는 차량 탑승자가 운전자인지 여부를 판단하고, 탑승자가 운전자로 판단되면, 상기 운전자를 대상으로 생체정보신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부는 임펄스 라디오 신호를 송신하는 송신부, 반사된 상기 송신된 신호를 수신하는 수신부, 및 상기 수신된 신호로부터 생체정보를 분석하는 응답 분석부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부에 의해 측정된 상기 운전자의 생체정보신호가 상기 저장부에 미리 설정되어 있는 생체정보 데이터 범위를 벗어날 경우, 상기 운전자의 추가적인 생체정보신호를 측정하는 웨어러블 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 노이즈 제거부는 차량에 위치하는 진동센서, 가속센서 및 소음센서를 통해 차량 진동에 따라 보정치를 산출하고, 상기 산출된 보정치를 통해 상기 측정된 생체정보신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부는 운전자의 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직임의 정보 중 적어도 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치는 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치에서 측정되는 추가적인 생체정보신호는 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보 및 혈중 용존산소량 중 적어도 하나를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치는 근거리 통신 연결을 통해 모바일 기기와 연동되며, 상기 근거리 통신 연결을 통해 추가적인 생체정보신호가 상기 저장부에 저장된 생체정보 데이터의 범위를 벗어난 경우, 생체이상 이벤트 메시지를 미리 설정되어 있는 서버 또는 수신인에게 발송되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제어모듈는 상기 측정된 운전자의 생체정보신호에 이상 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우, 차량의 속도를 제한, 비상등을 점멸 및 차량의 회차 유도 중 적어도 어느 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부는 차량의 정지, 시동 오프 및 사용자의 설정 중 어느 하나에 따라서 차량의 보안 모드를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 차량에 위치하는 초광대역 통신 센서부를 통해 탑승자가 운전자인지 여부를 판단하는 단계; 탑승자가 운전자인 경우, 상기 초광대역 통신 센서부에서 운전자의 생체정보신호를 측정하는 단계; 상기 측정된 운전자의 생체정보신호를 저장부에 저장하는 단계; 및 노이즈 제거부는 차량 진동에 따른 상기 저장된 생체정보신호의 보정을 수행하는 단계를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부에서 운전자의 생체정보신호를 측정하는 단계에서, 송신부를 통해 임펄스 라디오 신호를 송신하는 단계; 수신부를 통해 반사된 상기 송신된 신호를 수신하는 단계; 및 응답 분석부를 통해 상기 수신된 신호로부터 생체정보를 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 센서부에 의해 측정된 상기 운전자의 생체정보신호가 상기 저장부에 미리 설정되어 있는 생체정보 데이터 범위를 벗어날 경우, 웨어러블 장치를 통해서 상기 운전자의 추가적인 생체정보신호를 측정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 노이즈 제거부는 차량에 위치하는 진동센서, 가속센서 및 소음센서를 통해 차량 진동에 따라 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 센서부는 운전자의 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직임의 정보 중 적어도 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치는 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치에서 측정되는 추가적인 생체정보신호는 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보 및 혈중 용존산소량 중 적어도 하나를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 웨어러블 장치는 근거리 통신 연결을 통해 추가적인 생체정보신호가 상기 저장부에 저장된 생체정보 데이터의 범위를 벗어난 경우, 생체이상 이벤트 메시지를 미리 설정되어 있는 서버 또는 수신인에게 발송하는 단계;를 더 포함하는 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 제어모듈는 상기 측정된 운전자의 생체정보신호에 이상 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우, 차량의 속도를 제한, 비상등을 점멸 및 차량의 회차 유도 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부는 차량의 정지, 시동 오프 및 사용자의 설정 중 어느 하나에 따라서 차량의 보안 모드를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법을 제공한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 차량 내부에 위치하는 초광대역 통신 센서를 통해서 차량의 운전자의 생체정보를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 제공한다.
더욱이, 본 발명은 초광대역 통신 센서를 포함하고 있는 차량의 진동 및 소음에 따른 운전자 생체정보신호의 노이즈 제거를 수행하는바, 더욱 정확한 운전자 생체정보를 측정하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 웨어러블 장치를 통한 추가적인 생체정보신호를 측정하여, 보다 정확하고 다양한 운전자의 생체정보를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량 운전자의 생체이상 이벤트 발생시 운전자의 안전을 위한 다수의 조치를 수행하는바, 운전자의 주행 안전성 향상의 효과가 있다.
마지막으로, 본 발명은 미리 설정된 운전자 생체정보 데이터를 기준으로 생체이상 이벤트를 판단하고, 이를 서버 또는 설정된 수신자에게 전달하는 기술을 제공하는바, 운전자의 생체이상 발생시 최적의 대응이 가능하도록 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 차량의 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템의 제어모듈의 구성을 블록도로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 초광대역 신호 센서부의 구성을 블록도로 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서 차량의 운전자의 호흡 주기에 따른 생체정보신호를 측정한 그래프를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 운전자 손목 밴드형 웨어러블 장치를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 차량의 운전자 생체정보신호 측정 방법의 순서도를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 차량 내부에 위치하는 초광대역 통신 센서를 통해서 차량의 운전자의 생체정보신호를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 제공한다. 더욱이, 초광대역 통신 센서를 포함하고 있는 차량의 진동 및 소음에 따른 운전자의 생체정보신호의 노이즈 제거를 수행하는바, 더욱 정확도가 높은 운전자 생체정보를 측정하는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명은 웨어러블 장치를 통한 추가적인 생체정보신호를 측정하여, 다양한 운전자의 생체정보를 제공하는바, 이하, 도면을 참조하여 각각의 구성을 살펴본다.
도 1는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시하는바, 본 발명의 초광대역 신호 센서부를 통해 차량 운전자의 생체정보신호를 측정하는 구성을 개시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량에 위치하는 제어모듈(100)을 구성한다. 상기 제어모듈(100)은 차량에 OEM으로 장착할 수 있는 구성으로서, 더 바람직하게, 차량에 별도로 설치할 수 있는 모듈형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제어모듈(100)은 차량에 위치하는 ECU(Electronic control unit)와 연동이 가능하여, 차량의 전자제어를 수행할 수 있는바, 상기 제어모듈(100)에 의해 측정되는 운전자의 생체정보신호에 따라 개별적인 차량 제어가 가능한 구성이다.
상기 제어모듈(100)은 차량 콘솔 또는 운전자와 마주할 수 있는 위치에 형성되고 운전자의 생체정보신호를 측정할 수 있는 초광대역 통신 센서부(110)를 포함하고, 더욱이, 상기 측정된 생체정보신호를 저장하는 저장부(120) 및 저장된 생체정보신호에 포함되어 있는 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거부(130)를 포함하여 구성된다.
생체정보신호를 측정하기 위해 구성되는 초광대역 통신 센서부(110)는, 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신기술로 규정되며, 비교적 넓은 주파수 스펙트럼에서 낮은 출력의 초광대역 통신 임펄스 신호를 실어 보낼 수 있다.
이처럼, 초광대역 통신 센서부(110)는 초광대역 통신(Ultra-Wideband)을 신호로 측정하는바, 상기 초광대역 통신(Ultra-Wideband)은 일반적으로 3.1~10.6GHz 대역에서 100Mbps이상 속도로, 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 초고속 통신을 실현하는 근거리 무선통신기술로 규정되며, 비교적 넓은 주파수 스펙트럼에서 낮은 출력의 신호를 실어 보내는데, 초광대역 통신(Ultra-Wideband)은 10m 반경 내에서 수백 Mbps에서 수 Gbps까지의 데이터 전송률을 낼 수 있다. 초광대역 통신(Ultra-Wideband)은 다른 통신시스템에 간섭을 방지하기 위해 신호에너지를 수 GHz 대역폭에 걸쳐 스펙트럼으로 분산, 송신함으로써 다른 협대역 신호에 간섭을 주지 않고 주파수에 크게 구애받지 않으며 통신을 할 수 있으며, 노이즈에 매우 강하며 전송률이 높고, 전력 소모량이 작고 발송 출력이 작은 특징이 있다.
더욱이, 본 발명의 일실시예에서 적용된 바와 같이, 최근에 초광대역 통신(Ultra-Wideband) 레이더를 통해 생체정보신호를 측정할 수 있는바, 이는 짧은 펄스를 사용해 정보를 보내는 특성에 기인하여 신체의 진동 또는 호흡주기 등을 측정하는 기술에 적용되고 있다. 즉, 초광대역 통신(Ultra-Wideband) 신호는 신체의 구성으로서, 심장 또는 흉강으로 측정신호를 발송하고, 인체에서 반사된 신호를 수신하는바, 신체 부위에 대한 반응특성을 측정할 수 있는바, 신체의 다양한 부분의 신호를 측정할 수 있다.
또한, 초광대역 통신 센서부(110) 또는 웨어러블 장치(200)는 차량의 주행시 저장부(120)에 저장된 운전자의 생체정보와 상기 초광대역 통신 센서부(110)를 통해 측정되는 생체정보신호를 비교하여, 차량의 운전자가 미리 저장된 운전자 생체정보와 일치하는지 판단하는 과정을 수행할 수 있다. 더 바람직하게, 현재 차량의 운전자가 상기 저장부(120)에 저장된 운전자와 동일한지 판단하는 과정은 초광대역 통신 센서부(110)의 응답 분석부(113)에서 수행될 수 있다.
추가로, 현재 차량의 운전자가 상기 저장부(120)에 저장된 운전자와 동일하지 않은 경우, 상기 초광대역 통신 센서부(110) 및 웨어러블 장치(200)에 운전자가 상이함을 알리는 메시지나 시큐리티 알람을 송부할 수 있다. 더욱이, 차량의 운행 제한 및 회차 또는 미리 설정된 지역으로 차량을 이동하는 차량 제어를 수행할 수 있다. 이렇게 구성되는 운전자 판단 과정은 사용자에 의해 설정 및 해제가 가능하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 심장 신호로부터 발생하는 흉부의 움직임 주기를 측정하여 심장박동수를 산출한다. 즉, 심장박동수를 측정하기 위해 초광대역 통신 센서부(110)의 송신부(111)는 초광대역 신호를 송신하고, 이에 수신부(112)는 반사되는 신호를 수신하는바, 응답 분석부(113)는 심장의 이완 또는 수축시에 해당하는 심장 신호의 간격을 산출하여 심장박동수를 측정한다. 이처럼, 본 발명은 초광대역 통신(Ultra-Wideband) 신호를 통해서 차량에 탑승한 운전자의 생체정보를 수신하여 이를 통해 운전자의 생체이상을 판단하는 기술을 제공한다.
추가로, 상기 초광대역 통신 센서부(110)는 운전자의 차량 탑승을 측정할 수 있고, 차량의 도어 센서, 시트 압력센서 및 차량 내부에 위치하는 움직임 감지 센서와 연동을 통해 운전자의 탑승 여부 측정이 가능하다. 더 바람직하게, 초광대역 통신 센서부(110)는 차량 스티어링 휠의 움직임을 측정하여 운전자 탑승 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 초광대역 통신 센서부(110)는 차량의 시동 오프, 운전자의 하차, 차량의 정지상태 및 사용자의 설정상태에 따라 차량 보안모드로 전환이 가능하다. 즉, 상기 초광대역 통신 센서부(110)에서 송출하는 초광대역 통신 임펄스를 통해 차량과 일정 거리 이내의 움직이는 물체를 측정할 수 있는바, 상기 물체가 차량에 접근할 경우, 운전자에게 경고 메시지를 송출하거나, 비상등을 점멸, 경고음을 발생등의 기능을 수행할 수 있다.
이처럼, 상기 초광대역 통신 센서부(110)는 운전자가 차량과 떨어진 되거나 차량이 정지 상태 등의 조건을 만족할 경우, 차량의 도난 방지 및 타인에 의한 손상 방지를 위한 추가적인 기능을 수행할 수 있다.
차량 제어모듈(100)은 유선 또는 무선 방식으로 웨어러블 장치(200), 초광대역 통신 센서부(110), 저장부(120) 및 노이즈 제거부(130)와 통신 된다. 상기 무선 방식은 근거리 무선 방식이나 원거리 무선 방식 또는 그들의 조합을 포함한다. 예컨대 상기 근거리 무선 방식은 적어도 블루투스, NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하고, 상기 원거리 무선 방식은 3G, 4G(LTE), 와이파이(WiFi), 또는 와이브로(Wibro)와 같은 이동 통신 방식이나 무선 인터넷 통신 방식을 포함할 수 있으며, 도달 거리와 통신 환경에 따라 상기 통신 방식을 혼용하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 초광대역 통신 센서부(110)는 초광대역 통신(Ultra-Wideband) 임펄스 신호를 통해 운전자의 심장 또는 흉강으로 측정신호를 발송하고, 인체에서 반사된 신호를 수신하는바, 신체 부위에 대한 반응특성을 측정할 수 있다. 특히, 흉강의 움직임을 측정하여 운전자의 호흡 신호를 측정하고, 심장의 박동을 측정하여 정확한 운전자 생체정보를 제공할 수 있다.
이렇게 측정된 운전자의 생체정보신호는 제어모듈(100)에 위치하는 저장부(120)에 저장된다. 상기 저장부(120)는 생체정보신호 및 운전자의 기존 생체정보 및 생체정보 데이터 범위의 설정치를 저장한다. 상기 운전자의 생체정보 데이터의 경우, 차량의 학습을 통해 축적된 평균치를 저장하거나, 최초에 설정되는 통상의 생체정보 데이터에 따를 수 있다. 더욱이, 상기 생체정보 데이터의 경우, 사용자에 의해 개별적으로 설정할 수 있는 구성을 포함할 수 있다.
상기 제어모듈(100)은 상기 저장된 생체정보 데이터 범위를 벗어나는 생체정보신호를 측정할 경우, 신체의 이상지점뿐만 아니라 분석된 특정부위의 이상상태 또는 이상 여부 등도 저장할 수 있다. 상기 저장부(120)는 RAM, ROM, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory) 또는 HDD로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 저장부(120)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 노이즈 제거부(130)는 상기 초광대역 통신 센서부(110)를 통해 수신되는 생체정보신호의 노이즈를 제거하는 기능을 수행한다. 상기 초광대역 통신 센서부(110)로부터 수신되는 생체정보신호의 경우, 차량의 엔진에 의해 발생하는 진동, 차량의 감가속에서 발생하는 진동 및 차량의 외부 또는 내부에서 발생하는 소음에 의해 발생하는 진동을 포함한다. 이에, 본 발명에서는 노이즈 제거부(130)를 통해서 상기 차량에 발생하는 소음 및 진동에 의한 노이즈를 제거하는 과정을 수행한다.
즉, 상기 노이즈 제거부(130)는 차량 내부에 위치하는 진동센서, 감가속 센서, 소음센서 및 엔진 진동센서 등을 통해서 차량의 진동 유입 정도를 산출하고, 상기 초광대역 통신 센서부(110)로부터 수신된 생체정보신호에 상기 산출되는 차량진동에 따른 노이즈 보정치를 적용하는 과정을 수행하는바, 더욱 정확한 운전자의 생체정보신호를 저장할 수 있다.
상기 노이즈 제거부(130)에서 차량 진동을 측정하기 위해 수신하는 수치는 상기 언급한 센서 이외에도 차량에 내부 또는 외부에 부착되어 차량의 진동을 측정할 수 있는 다수의 수단을 모두 포함할 수 있다.
도 2에서는 상기 초광대역 통신 센서부(110)의 구성을 블록도로 도시하고 있는바, 초광대역 통신 임펄스 신호를 송신하는 레이더 송신부(111), 수신부(112) 및 응답 분석부(113)를 개시하고 있다.
상기 초광대역 통신 센서부(110)는 초광대역 임펄스 신호를 송신하는 레이더 송신부(111)를 포함한다. 상기 송신부(111)에서 운전자의 생체정보신호의 대상으로서, 심장의 박동 주기 또는 호흡 신호를 측정하기 위해 운전자의 흉부에 상기 초광대역 임펄스 신호를 송부한다. 수신부(112)는 상기 송부된 초광대역 임펄스 신호가 반사되어 되돌아온 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 더욱이, 이렇게 수신된 생체정보 신호를 분석하는 응답 분석부(113)를 포함하는바, 상기 수신된 반사 신호를 기반으로 운전자의 생체정보를 측정한다.
이렇게 측정된 운전자의 생체정보신호를 바탕으로, 측정된 운전자의 생체정보신호가 저장부(120)에 저장된 미리 설정된 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 경우, 추가적인 생체정보신호를 수신하기 위해 상기 제어모듈(100)은 웨어러블 장치(200)와 유선 또는 무선 방식으로 통신을 수행한다.
상기와 같이, 웨어러블 장치(200)에 의해 추가적인 생체정보신호를 수신하는 경우, 상기 저장부(120)에 저장된 미리 설정된 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는지 판단을 다시 수행하는바, 저장부에 미리 설정된 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어모듈(100)은 운전자의 생체정보 이상 이벤트가 발생한 것으로 판단한다.
상기 제어모듈(100)과 웨어러블 장치(200)의 무선 통신 방식의 경우, 근거리 무선 방식이나 원거리 무선 방식 또는 그들의 조합을 포함한다. 예컨대 상기 근거리 무선 방식은 적어도 블루투스, NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하고, 상기 원거리 무선 방식은 3G, 4G(LTE), 와이파이(WiFi), 또는 와이브로(Wibro)와 같은 이동 통신 방식이나 무선 인터넷 통신 방식을 포함할 수 있으며, 도달 거리와 통신 환경에 따라 상기 통신 방식을 혼용되어 사용이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 초광대역 통신 센서부(110)를 통해 차량의 운전자 호흡 주기에 따른 생체정보신호를 측정한 그래프를 개시하고 있다.
도 3에 개시된 바와 같이, 운전자의 들숨을 수행하는 경우와 날숨을 수행하는 것을 하나의 주기로 판단하여 살펴본 결과, 차량의 진동의 영향을 통해 들숨과 날숨에는 다소 미차가 존재한다.
이에, 상기 노이즈 제거부(130)를 통해 운전자의 생체정보가 측정되는 시점의 차량 내부의 진동 및 소음 정도를 측정하여 상기 측정된 운전자 생체정보신호에 보정을 수행하는바, 더욱 정확한 생체정보 신호를 제공한다.
본 발명의 일 구성으로서, 상기 웨어러블 장치(200)는 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태 및 운전자의 신체에 부착할 수 있는 형태로 이루어지는 모든 장치를 포함한다. 이렇게 구성되는 웨어러블 장치(200)의 경우, 추가적인 생체정보신호를 측정할 수 있는바, 상기 추가적인 생체정보신호로서 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보 및 혈중 용존산소량을 포함할 수 있다.
도 4에서 개시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서는 운전자가 휴대하거나 착용할 수 있는 손목 밴드형 웨어러블 장치(200)를 개시하고 있다.
상기 웨어러블 장치(200)는 운전자와 마주하는 위치에 일정한 디스플레이부를 포함하며, 상기 초광대역 통신 센서부(110)에서 측정 가능한 생체정보신호가 저장부(120)에 미리 설정되어 있는 생체정보 데이터를 벗어나는 경우, 추가적인 생체정보신호를 측정하는바 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보, 혈중 용존산소량, 맥파 정보, 체온 정보, 동공 변화 정보를 측정한다.
이처럼, 웨어러블 장치(200)의 경우, 상기 초광대역 통신 센서부(110)에서 측정이 어렵거나, 또는 운전자의 신체와 직접적으로 접촉을 통해서 수신할 수 있는 생체정보신호를 측정할 수 있는바, 웨어러블 장치(200)에 위치하는 센서로서, 압전 센서, 체온 감지센서 맥박 감지센서, 혈류 속도 측정센서 및 혈중 산소 포화도 센서 등을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 웨어러블 장치(200)의 경우, 배터리에 의해 전원이 공급되는 장치로서, 장시간 생체정보신호를 측정하기 위해서는 다량의 배터리 충전량의 소모가 필요하다. 따라서, 본 발명에서 초광대역 통신 센서부(110)에 의해 실시간 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직인 정보신호를 통해 차량 운전자의 생체정보신호를 측정하고, 운전자의 추가적인 생체정보신호가 요구되는 상황에서 웨어러블 장치(200)를 통해 추가적인 생체정보 측정을 수행하는바, 웨어러블 장치(200)의 배터리 소모량을 효율적으로 관리할 수 있다.
즉, 초광대역 통신 센서부(110)를 통한 실시간 운전자 생체정보신호를 측정하고, 일정한 조건을 만족하는 경우, 웨어러블 장치(200)를 이용하여 추가적인 생체정보신호를 측정하는바, 웨어러블 장치(200)의 배터리 용량을 고려하여 상기 웨어러블 장치(200)를 이용한 운전자 생체정보신호 측정을 수행한다.
상기 웨어러블 장치(200)에 의해서는 비첩촉을 통한 초광대역 통신 센서부(110)에서 측정하지 못하는 접촉 방식의 생체정보신호 측정이 가능한바, 이는 운전자의 신체에 이상이 발생할 경우, 다양한 운전자 신체정보를 제공할 수 있다.
또한, 웨어러블 장치(200)는 추가로 측정된 생체정보신호가 저장부(120)에 설정되어 있는 운전자의 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 경우, 생체정보신호와 착용자의 추가적인 생체정보신호 및 위치 정보를 외부 서버(300)로 전송한다. 또한, 상기 웨어러블 장치(200)의 일단부 또는 스크린상에 위치하는 비상 버튼에 일정한 압력이 가해지는 경우, 생체정보신호 및 위치 정보를 외부 서버(300) 또는 미리 설정된 수신자(400)에게 전송할 수 있다. 즉, 사용자의 설정에 따라, 사설 응급의료센터, 차량의 응급센터 및 국가 응급의료센터 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 웨어러블 장치(200)에서 측정된 추가적인 생체정보신호가 저장부(120)에 설정되어 있는 운전자의 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 경우, 즉, 생체정보 이상 이벤트가 발생시에 자동으로 수신자에게 이벤트 메시지가 송신되도록 설정될 수 있다.
이러한 웨어러블 장치(200)의 데이터 통신 방법은 지그비(ZigBee), 적외선통신, 초광대역 통신(Ultra-Wideband), 블루투스, 이동통신(CDMA, WCDMA, WIFI, LTE, LTE-A), Wibro, 지그비, 적외선통신, 초광대역 통신(Ultra-Wideband), 블루투스 중 하나일 수 있다. 더 바람직하게. 상기 제어모듈(100)에 위치하는 유선 또는 무선 통신 및 상기 웨어러블 장치(200)의 무선 단말기를 통신방법을 선택적으로 사용하여 상기 정보를 송신할 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치(200)는 별도의 LED발광부 및 스피커부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 LED발광부는 웨어러블 장치(200)의 메시지 수신 및 이벤트가 발생한 경우, 점멸형태를 취하여 사용자에 상기 수신 메시지 및 이벤트 알람을 제공한다. 또한, 스피커부도 상기 메시지 수신 및 이벤트 발생에 따른 청각적 알람을 제공하는 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 상기 웨어러블 장치(200)는 측정된 추가적인 생체정보신호를 디스플레이에 표시하고, 더욱이, LED발광부 및 스피커부를 통해 이벤트 발생에 따른 사용자 알림을 제공하는 구성을 포함한다.
상기 웨어러블 장치(200)에 구성되는 LED발광부 및 스피커부는 추가적인 생체정보신호가 상기 제어모듈(100)의 저장부(120)에 저장되어 있는 생체정보 데이터의 기준범위를 벗어나는 경우, 운전자의 생체이상 이벤트 발생을 판단하고, 이를 운전자에게 알려주는 기능을 수행한다. 추가로, 상기 웨어러블 장치(200)는 초광대역 통신 센서부(110) 및 웨어러블 장치(200)에서 측정된 생체정보신호 및 위치 정보를 외부 서버(300) 또는 미리 설정된 수신자(400)에게 전송할 수 있다.
이와 더불어, 상기 초광대역 통신 센서부(110) 및 웨어러블 장치(200)에 의해 운전자의 생체정보 이상 이벤트가 측정되는 경우, 상기 제어모듈(100)은 차량의 비상등을 점멸하고, 차량의 속도를 제한할 수 있다. 뿐만 아니라, 자율주행이 가능한 차량의 경우, 차량을 갓길로 회차하도록 유도할 수 있다. 상기와 같이, 차량의 안전지대 확보와 생체정보신호 및 위치 정보의 전송은 동시에 또는 개별적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 도 5는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법의 순서도를 아래와 같이 개시하고 있다.
차량 내부에 위치하여, 초광대역 통신 센서부(110)를 통해 운전자의 탑승 여부를 판단하고(S11), 운전자가 탑승한 것으로 판단된 경우, 초광대역 통신 센서부(110)에서 운전자의 생체정보신호를 측정한다(S12). 이렇게 측정되는 운전자의 생체정보신호는 운전자의 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직임의 정보 등을 포함할 수 있다.
이렇게 측정된 운전자 생체정보신호를 저장부(120)에 저장하고(S13), 노이즈 제거부(130)로부터 차량의 진동에 따라 저장된 생체정보신호의 보정을 수행한다(S14). 상기 노이즈 제어모듈(100)은 차량의 진동센서, 가속센서 및 소음센서 등을 통해 차량 진동에 따른 보정치를 산출할 수 있으며, 이렇게 산출된 보정치에 따라 상기 저장부(120)에 저장된 생체정보신호를 보정한다.
상기 보정된 생체정보신호가 저장부(120)에 미리 설정되어 있는 운전자의 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우(S15), 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태로 구성되는 웨어러블 장치(200)를 통해서 운전자의 추가적인 생체정보신호를 측정한다.(S16) 상기 웨어러블 장치(200)를 통해 측정되는 추가적인 생체정보신호는 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보, 혈중 용존산소량, 맥파 정보, 체온 정보, 동공 변화 정보 등을 포함한다.
이렇게 측정되는 추가적인 생체정보신호가 저장부(120)에 저장되어 있는 생체정보 데이터의 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우(S17), 상기 제어모듈(100) 및 웨어러블 장치(200)는 운전자의 생체이상 이벤트로 판단하고, 상기 제어모듈(100) 또는 웨어러블 장치(200)와 근거리 통신 연결된 모바일 기기와 연동하여 측정된 생체정보신호 및 위치 정보를 외부 서버(300) 또는 미리 설정된 수신자(400)에게 전송한다(S18).
또한, 상기와 같이 운전자의 생체이상 이벤트가 발생하는 경우, 상기 제어모듈(100)은 차량의 속도 제한, 차량의 비상등 점멸 및 차량의 회차 유도를 수행하는바, 운전자의 주행 안전을 확보하는 단계를 더 포함할 수 있다(S18).
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제어모듈
110: 초광대역 통신 센서부
111: 송신부
112: 수신부
113: 응답 분석부
120: 저장부
130: 노이즈 제거부
200: 웨어러블 장치
300: 서버
400: 수신자

Claims (20)

  1. 차량에 위치하는 제어모듈로서,
    상기 제어모듈은 차량에 내부에 위치하는 초광대역 통신 센서부;
    상기 초광대역 통신 센서부에서 측정된 데이터를 저장하는 저장부;
    차량 진동에 따라 상기 저장된 생체정보신호의 보정을 수행하는 노이즈 제거부;를 포함하고,
    상기 초광대역 통신 센서부는 운전자의 차량 탑승 여부를 판단하고, 차량 탑승자가 운전자인지 여부를 판단하고, 탑승자가 운전자로 판단되면, 상기 운전자를 대상으로 비접촉 생체정보신호를 측정하고,
    상기 초광대역 통신 센서부에 의해 측정된 상기 운전자의 생체정보신호가 상기 저장부에 미리 설정되어 있는 생체정보 데이터 범위를 벗어날 경우, 상기 운전자의 추가적인 접촉 생체정보신호를 측정하는 웨어러블 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부는 초광대역 임펄스 라디오 신호를 송신하는 송신부,
    반사된 상기 송신된 신호를 수신하는 수신부, 및
    상기 수신된 신호로부터 생체정보를 분석하는 응답 분석부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  3. 삭제
  4. 청구항 1항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는 차량에 위치하는 진동센서, 가속센서 및 소음센서를 통해 차량 진동에 따라 보정치를 산출하고, 상기 산출된 보정치를 통해 상기 측정된 생체정보신호를 보정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부는 운전자의 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직임의 정보 중 적어도 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치는 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  7. 청구항 1항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치에서 측정되는 추가적인 생체정보신호는 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보 및 혈중 용존산소량 중 적어도 하나를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  8. 청구항 1항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치는 근거리 통신 연결을 통해 모바일 기기와 연동되며, 상기 근거리 통신 연결을 통해 추가적인 생체정보신호가 상기 저장부에 저장된 생체정보 데이터의 범위를 벗어난 경우, 생체이상 이벤트 메시지를 미리 설정되어 있는 수신인에게 발송되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  9. 청구항 1항에 있어서,
    상기 제어모듈은 상기 측정된 운전자의 생체정보신호에 이상 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우, 차량의 속도를 제한, 비상등을 점멸 및 차량의 회차 유도 중 적어도 어느 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  10. 청구항 1항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부는 차량의 정지, 시동 오프 및 사용자의 설정 중 어느 하나에 따라서 차량의 보안 모드를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 시스템.
  11. 차량에 위치하는 초광대역 통신 센서부를 통해 운전자의 차량 탑승여부를 판단하고, 탑승자가 운전자인지 여부를 판단하는 단계;
    탑승자가 운전자인 경우, 상기 초광대역 통신 센서부에서 운전자의 생체정보신호를 측정하는 단계;
    상기 측정된 운전자의 생체정보신호를 저장부에 저장하는 단계;
    노이즈 제거부는 차량 진동에 따른 상기 저장된 생체정보신호의 보정을 수행하는 단계; 및
    상기 초광대역 통신 센서부에 의해 측정된 상기 운전자의 비접촉 생체정보신호가 상기 저장부에 미리 설정되어 있는 생체정보 데이터 범위를 벗어날 경우, 웨어러블 장치를 통해서 상기 운전자의 추가적인 접촉 생체정보신호를 측정하는 단계;를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  12. 청구항 11항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부에서 운전자의 생체정보신호를 측정하는 단계에서,
    송신부를 통해 초광대역 임펄스 라디오 신호를 송신하는 단계;
    수신부를 통해 반사된 상기 송신된 신호를 수신하는 단계; 및
    응답 분석부를 통해 상기 수신된 신호로부터 생체정보를 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 11항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는 차량에 위치하는 진동센서, 가속센서 및 소음센서를 통해 차량 진동에 따라 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  15. 청구항 11항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부는 운전자의 심장박동 정보, 비접촉 호흡 정보 및 움직임의 정보 중 적어도 하나 이상을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  16. 청구항 11항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치는 손목 밴드 형태, 안경 형태, 반지 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  17. 청구항 11항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치에서 측정되는 추가적인 생체정보신호는 심장박동 정보, 체온 정보, 혈당 정보, 동공 변화 정보, 혈압 정보, 혈중 알코올 정보 및 혈중 용존산소량 중 적어도 하나를 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  18. 청구항 11항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치는 근거리 통신 연결을 통해 추가적인 생체정보신호가 상기 저장부에 저장된 생체정보 데이터의 범위를 벗어난 경우, 생체이상 이벤트 메시지를 미리 설정되어 있는 수신인에게 발송하는 단계;를 더 포함하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  19. 청구항 11항에 있어서,
    차량에 위치하는 제어모듈은 상기 측정된 운전자의 생체정보신호에 이상 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우, 차량의 속도를 제한, 비상등을 점멸 및 차량의 회차 유도 중 적어도 어느 하나를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
  20. 청구항 11항에 있어서,
    상기 초광대역 통신 센서부는 차량의 정지, 시동 오프 및 사용자의 설정 중 어느 하나에 따라서 차량의 보안 모드를 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 운전자 생체정보신호 측정 방법.
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