KR20130050113A

KR20130050113A - 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130050113A
Application number: KR1020110115280A
Authority: KR
Inventors: 김신구
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-15
Also published as: DE102012202970A1; US20130113910A1; US9156352B2; CN103085818A; CN103085818B

Abstract

본 발명은 차량의 주행속도, 운전자의 부주의 정도, 도로상황 등을 종합적으로 판단하여 그 위험정도에 상응하는 경보를 운전자에게 제공할 수 있도록 된 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 운전자의 졸음 또는 부주의한 상태의 정도에 상응하는 데이터값과 차량의 속도 및 도로의 위험상황에 상응하는 산술값을 약정된 기준값과 비교 연산하여 그 결과에 따라 단계별로 적어도 하나 이상의 경보 메시지를 출력하도록 된 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 운전중 위험도와 관계된 복수의 요소를 종합적으로 고려하여 운전자가 처할 수 있는 위험상태를 단계별로 세분화할 수 있고, 각 단계별 위험도에 상응하는 적절한 경고조치를 제공할 수 있게 된다.
또한, 사고발생이 예견되는 긴급상황이 감지될 경우에는 운전자가 상황을 신속하게 인지하고 위험으로부터 벗어날 수 있도록 즉각적인 조치의 수행이 가능하고, 경미한 상황에서는 운전자의 주의를 가볍게 환기시킬 수 있는 등, 상황별 조치가 가능하게 된다.

Description

위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템 및 그 방법{A DRIVING ASSIST SYSTEM AND METHOD HAVING FUNCTION OF STEPS WARNING}

본 발명은 차량 주행중 위험상황 경보기술에 관한 것으로, 특히 차량의 주행속도, 운전자의 부주의 정도, 도로상황 등을 종합적으로 판단하여 그 위험정도에 상응하는 경보를 운전자에게 제공할 수 있도록 된 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

현대사회의 필수품이 되어버린 자동차의 이용이 증가하면서 교통사고의 발생 횟수도 급격히 증가하고 있다.

교통사고의 원인은 운전자의 부주의나 도로 환경에 의한 돌발적인 위험 상황의 발생 등 여러 가지 요인이 관련되어 있을 수 있으나, 이 가운데 과속 또는 졸음 운전에 의한 사고의 비중은 해마다 늘어나는 추세에 있으며, 대부분 인명사고로 이어지는 대형사고를 야기하게 되므로 심각한 사회문제로 부각되고 있다.

미국 교통안전부(NHTSA)가 1년 동안 발생한 2백 50만건의 교통사고를 대상으로 연구한 결과에 따르면, 교통사고 전체 발생건수의 25~56%는 운전자의 부주의에 의해 발생한 것으로 조사되었으며, 운전자의 부주의는 시각 주시 소홀, 심적 집중 소홀, 졸음의 세가지 요소가 주요 원인인 것으로 분석되었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 노력으로 주요 자동차 제조업체들은 차량의 안전 운행을 보조할 다양한 신규 시스템을 지속적으로 개발하여 차량에 적용하고 있다.

한편, 종래의 졸음 및 부주의 운전 판정기술은 주로 카메라를 기반으로 운전자의 동공 상태를 감지하거나 머리의 움직임, 운전자의 맥박 수를 모니터링 함으로써 운전자의 상태를 판정하고, 운전자의 부주의 운전 또는 졸음 상태가 확인되면 계기판에 경고등을 표시함으로써 운전자로 하여금 잠시 쉬어갈 것을 권고하는 정도로 조치하는 수준이었다.

그러나, 이미 알려진 바와 같이, 졸음 또는 부주의 상태에서의 운전은 음주운전 보다도 휠씬 심각한 대형사고를 일으킬 가능성이 높은 위험한 행위인 바, 운전자의 상태를 종합적으로 판단하고, 그 판단결과에 따라 단순히 휴식을 권고하는 수준을 넘어서 보다 적극적이고 즉각적인 조치를 실행하는 대응 시스템의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 차량의 주행속도, 운전자의 부주의 정도, 도로상황 등을 종합적으로 판단하여 그 위험정도에 상응하는 경보를 운전자에게 제공할 수 있도록 된 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템은 운전자의 졸음운전 또는 부주의 운전을 감지해내기 위한 운전상태 감지부와; 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서; 도로정보를 제공하는 도로정보 제공장치; 상기 운전상태 감지부, 차속센서, 도로정보 제공장치의 출력정보를 인수로 하는 위험도별 기준값을 저장하는 기준데이터 저장부; 소정 제어신호에 따라 운전자 위험상태에 상응하는 적어도 하나 이상의 경보메시지를 출력하는 경보출력부; 및 상기 기준데이터 저장부에 저장된 정보를 근거로 상기 운전상태 감지부와 상기 차속센서 및 상기 도로정보 제공장치의 출력정보를 비교 연산하여 운행 위험도를 판정함과 더불어, 각 운행 위험도에 따라 상기 경보출력부를 제어하여 운행 위험도에 상응하는 경보신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 운전상태 감지부는 운전자의 얼굴을 촬영하는 카메라와 이 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 분석하여 이를 근거로 운전자의 상태에 대응되는 상태정보를 출력하는 콘트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 경보출력부는 디스플레이 장치, 스피커, 휠(wheel) 제어기, 햅틱 시트 가운데 적어도 하나를 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 운행 위험도에 따라 상기 경보출력부의 구성 가운데 어느 하나 이상을 선택적으로 구동 제어하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 도로정보 제공장치는 네비게이션 장치 또는 차선 이탈 경보 시스템(LDWS;Lane Departure Warning System) 가운데 어느 하나로 구성된 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 ECU(Electronic Control Unit) 내에 통합 구현된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법은 약정된 기준값을 근거로 차량 주행중 위험상황을 판정하고 경보하는 방법에 있어서, 운전자의 졸음 또는 부주의한 상태의 정도를 그에 상응하는 데이터값으로 출력하는 상태정보 출력단계와; 차량의 속도를 검출하는 차속 검출단계; 도로의 위험상황을 판정하여 그 위험도에 상응하는 산술값을 출력하는 도로상황 판정단계; 상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값을 각각의 출력값에 대하여 설정된 소정 기준값과 비교하는 산출값 비교단계; 및 상기 산출값 비교단계에서의 비교결과에 따라 적어도 하나 이상의 경보 메시지를 출력하는 경보출력단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 산출값 비교단계는 상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값이 각각에 대하여 설정된 약정된 기준값과 동시에 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 산출값 비교단계는 상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값이 각각에 대하여 설정된 약정된 기준값과 기설정된 우선순위에 따라 순차적으로 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 경보출력단계는 디스플레이를 통한 경고등 점등, 스피커를 통한 음성메시지 출력, 휠 진동 또는 햅틱 시트 진동의 방식 가운데 적어도 어느 하나를 포함하여 수행되도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 산출값 비교단계는 상기 도로상황 판정단계에서의 출력값, 차속 검출단계에서의 출력값, 상태정보 출력단계에서의 출력값의 순서로 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 운전중 위험도와 관계된 복수의 요소를 종합적으로 고려하여 운전자가 처할 수 있는 위험상태를 단계별로 세분화할 수 있고, 각 단계별 위험도에 상응하는 적절한 경고조치를 제공할 수 있게 된다.

따라서, 사고발생이 예견되는 긴급상황이 감지될 경우에는 운전자가 상황을 신속하게 인지하고 위험으로부터 벗어날 수 있도록 즉각적인 조치의 수행이 가능하고, 경미한 상황에서는 운전자의 주의를 가볍게 환기시킬 수 있는 등, 상황별 조치가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템의 기능 블럭도.
도 2는 도 1의 구성으로 된 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 운행 위험도를 세분화하는 과정을 예시한 도면.
도 4는 각 운행 위험도 단계별 경보방법을 예시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템의 기능 블럭도이다.

도 1에서 참조번호 10은 운전자의 졸음운전 또는 부주의 운전을 감지하기 위한 운전상태 감지부(DSM;Driven State Monitoring)로서, 그 내부에는 카메라(11)와 이 카메라(11)에 의해 촬영된 영상정보를 근거로 운전자의 상태에 대응되는 상태정보를 출력하는 콘트롤러(12)가 구비된다.

참조번호 20은 차량의 주행속도를 검출하는 차속센서이고, 30은 도로정보를 제공하는 네비게이션 장치이다.

참조번호 40은 상기 운전상태 감지부(10), 차속센서(20), 네비게이션 장치(30)의 출력정보를 인수(factor)로 하는 위험도별 기준값을 저장하는 기준데이터 저장부이고, 50은 이 기준데이터 저장부(40)에 저장된 정보를 근거로 상기 운전상태 감지부(10), 차속센서(20), 네비게이션 장치(30)의 출력정보를 연산하고 비교하여 운행 위험도를 판정함과 더불어, 각 운행 위험도에 상응하는 제어신호를 출력하는 제어부이다.

또한, 참조번호 60은 상기 제어부(50)로부터의 약정된 제어신호에 따라 운전자에게 위험상태에 상응하는 다양한 경보메시지를 출력하는 경보출력부로서, 이 경보출력부에는 운행 경고등이 내장된 디스플레이 장치(61), 스피커(62), 휠(wheel)의 진동을 제어하는 휠 제어기(63), 그리고 진동소자가 내장되어 소정 제어신호에 따라 운전자의 시트에 진동을 가하는 햅틱 시트(64)가 포함될 수 있다.

한편, 상기 제어부(50)는 ECU(Electronic Control Unit) 내에 통합시켜 구현될 수 있다.

이어, 도 2의 순서도를 참조하여 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

운전자는 자신의 신체상태를 고려하여 볼 때 졸음이 예견되거나 또는 장거리 고속도로 주행을 앞둔 상황과 같이 주의가 필요하다고 판단되는 경우, 차량 내에 구비된 소정 버튼을 눌러 본 발명에 따른 운행 보조기능을 선택할 수 있다.(ST 10)

물론, 특별히 기능 버튼을 선택하지 않더라도 본 발명에 따른 운행 보조기능이 자동차의 시동이 온(ON)됨과 동시에 자동 실행되도록 구현할 수도 있다.

본 발명에 따른 운행 보조기능이 선택되면, 제어부(50)는 운전상태 감지부(10)와 차속센서(20), 네비게이션 장치(30)로부터 각각 운전자의 신체상태정보, 차량의 속도정보, 그리고 주행중인 도로의 도로정보를 수집하게 된다.(ST 11)

한편, 상기 기준데이터 저장부(40)에는 각 입력장치들로부터 인가되는 정보에 대한 기준값이 설정되어 있는 바, 이 기준값은 차량의 출고시에 약정된 값으로 지정될 수도 있으나, 제어부(50)가 소정기간 동안의 평균값 또는 누적산출된 경험치를 근거로 재설정하도록 구현될 수도 있다.

제어부(50)는 상기 운전상태 감지부(10)와 차속센서(20), 네비게이션 장치(30)로부터 인가되는 정보를 지속적으로 모니터링 하게 되는 바, 상기 네비게이션 장치(30)로부터 전방 도로의 위험상황, 예컨대 급경사, 공사중 상태, 곡률반경이 큰 곡선주로 진입 등의 상황이 예정되어 있는지를 확인하게 된다.(ST 12)

모니터링 결과, 전방 도로의 위험상황이 감지되게 되면, 제어부(50)는 상기 차속센서(20)의 출력값을 통해 현재의 차량 속도를 확인하게 된다.(ST 13)

차속을 확인한 결과, 현재의 차량 속도가 약정된 기준 속도를 초과하지 않은 것으로 확인되면, 제어부(50)는 현재의 상황을 위험 1단계로 판정하고, 디스플레이 장치에 내장된 경고등을 점등(ST 14)함으로써 운전자의 주의를 환기시키게 된다.

한편, 상기 ST 13단계에서 차속을 확인한 결과, 현재의 차량 속도가 약정된 기준 속도를 초과한 것으로 확인되게 되면, 제어부(50)는 상기 운전상태 감지부(10)로부터 인가되는 정보를 근거로 운전자의 신체상태가 졸림 또는 부주의 상태인지 판단하게 되는 바(ST15), 졸림 또는 부주의 상태가 아닌 것으로 확인되면 현재의 상황을 위험 2단계로 판정하고, 스피커(62)를 통해 부저음과 같은 경고 메시지를 출력하게 된다.(ST 16)

만일, 상기 ST 15단계에서 운전자의 신체상태가 정상적이지 않은 상태로 판단되는 경우, 제어부(50)는 현재의 상황을 위험 3단계로 판정하고, 상기 휠 제어기(63) 또는 햅틱 시트(64)를 제어하여 차량이 소정 시간 진동하도록 하거나 운전자의 시트를 진동시킴으로써 운전자가 의식을 되찾을 수 있도록 보다 강력한 경고 메시지를 출력하게 된다.(ST 17)

한편, 운전자는 불필요하다고 판단되는 경우, 간단한 버튼 선택 등의 방법으로 언제든지 본 발명에 따른 운행보조 기능의 모드를 해제할 수 있다.(ST 18)

즉, 상기 실시예에 의하면 운전중 위험도와 관계된 복수의 요소를 종합적으로 고려하여 운전자가 처할 수 있는 위험상태를 단계별로 세분화할 수 있고, 각 단계별 위험도에 상응하는 적절한 경고조치를 제공할 수 있게 된다.

한편, 도 3은 상기 운전상태 감지부(10)와 차속센서(20), 네비게이션 장치(30) 외에 조도센서를 추가로 구성하고, 이들로부터 출력되는 값을 사전에 설정한 단계별 기준값들과 비교하여 그 비교결과에 따라 운행 위험도를 세분화한 것을 예시한 것이다.

세분화된 운행 위험도에 대해서는 각각의 단계별 경보방법이 정해지게 되는 바, 도 4는 각 운행 위험도에 따른 경보방법을 예시한 것이다.

즉, 상기한 구성에 의하면, 운행 위험도를 보다 세분화하고 각 위험도 상황에 적합한 경보방법을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 바, 예컨대 상기 네비게이션 장치(30)를 차선 이탈 경보시스템(LDWS;Lane Departure Warning System)으로 대체하여 구성하고, 제어부로 하여금 그 출력신호를 근거로 도로 위험을 감지하도록 구현할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 도로 위험을 감지하는 과정(ST 12)과 차량 속도의 기준값 초과 여부를 판단하는 과정(ST 13), 그리고 운전자의 부주의 운전을 감지하는 과정(ST 15)이 각각 순차적으로 진행되도록 구현되었으나, 상기한 3가지의 과정이 하나의 프로세스에 의해 동시에 일괄 처리되도록 구현될 수도 있다.

10 : 운전상태 감지부 11 : 카메라
12 : 콘트롤러 20 : 차속 센서
30 : 네비게이션 장치 40 : 기준데이터 저장부
50 : 제어부 60 : 경보출력부
61 : 디스플레이 장치 62 : 스피커
63 : 휠(wheel) 제어기 64 : 햅틱 시트

Claims

운전자의 졸음운전 또는 부주의 운전을 감지해내기 위한 운전상태 감지부와;
차량의 주행속도를 검출하는 차속센서;
도로정보를 제공하는 도로정보 제공장치;
상기 운전상태 감지부, 차속센서, 도로정보 제공장치의 출력정보를 인수로 하는 위험도별 기준값을 저장하는 기준데이터 저장부;
소정 제어신호에 따라 운전자 위험상태에 상응하는 적어도 하나 이상의 경보메시지를 출력하는 경보출력부; 및
상기 기준데이터 저장부에 저장된 정보를 근거로 상기 운전상태 감지부와 상기 차속센서 및 상기 도로정보 제공장치의 출력정보를 비교 연산하여 운행 위험도를 판정함과 더불어, 각 운행 위험도에 따라 상기 경보출력부를 제어하여 운행 위험도에 상응하는 경보신호가 출력되도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 운전상태 감지부는 운전자의 얼굴을 촬영하는 카메라와 이 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 분석하여 이를 근거로 운전자의 상태에 대응되는 상태정보를 출력하는 콘트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 경보출력부는 디스플레이 장치, 스피커, 휠(wheel) 제어기, 햅틱 시트 가운데 적어도 하나를 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 운행 위험도에 따라 상기 경보출력부의 구성 가운데 어느 하나 이상을 선택적으로 구동 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 도로정보 제공장치는 네비게이션 장치 또는 차선 이탈 경보 시스템(LDWS;Lane Departure Warning System) 가운데 어느 하나로 구성된 것임을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 ECU(Electronic Control Unit) 내에 통합 구현된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 시스템.
약정된 기준값을 근거로 차량 주행중 위험상황을 판정하고 경보하는 방법에 있어서,
운전자의 졸음 또는 부주의한 상태의 정도를 그에 상응하는 데이터값으로 출력하는 상태정보 출력단계와;
차량의 속도를 검출하는 차속 검출단계;
도로의 위험상황을 판정하여 그 위험도에 상응하는 산술값을 출력하는 도로상황 판정단계;
상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값을 각각의 출력값에 대하여 설정된 소정 기준값과 비교하는 산출값 비교단계; 및
상기 산출값 비교단계에서의 비교결과에 따라 적어도 하나 이상의 경보 메시지를 출력하는 경보출력단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 산출값 비교단계는 상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값이 각각에 대하여 설정된 약정된 기준값과 동시에 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 산출값 비교단계는 상기 상태정보 출력단계와 차속 검출단계, 그리고 도로상황 판정단계에서의 출력값이 각각에 대하여 설정된 약정된 기준값과 기설정된 우선순위에 따라 순차적으로 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 경보출력단계는 디스플레이를 통한 경고등 점등, 스피커를 통한 음성메시지 출력, 휠 진동 또는 햅틱 시트 진동의 방식 가운데 적어도 어느 하나를 포함하여 수행되도록 된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 산출값 비교단계는 상기 도로상황 판정단계에서의 출력값, 차속 검출단계에서의 출력값, 상태정보 출력단계에서의 출력값의 순서로 비교 연산되도록 된 것을 특징으로 하는 위험단계별 경고기능을 갖는 차량 운행보조 방법.