KR102406511B1 - 차량 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 키를 소지한 운전자가 차량에 근접했을 때 운전자의 승차 및 하차 의도의 인식률을 높이고, 승차 및 하차 의도를 인식함에 따라 자동적으로 웨어러블 디바이스의 센서를 동작시키거나 동작되지 않도록 제어 하여 효율적으로 배터리를 사용할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스를 차량과 연동하여 주행 전 및 주행 중에 운전자의 건강상태를 판단하여 운전자로 하여금 안전운전을 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
그리고, 운전자가 차량에 근접하여 취한 제스처를 센싱하여 제스처정보를 획득하는 가속도 센서와, 상기 제스처정보로부터 특정 제스처를 학습하는 학습부와, 상기 특정 제스처를 인식하여 상기 운전자의 의도를 판단하고, 운전자의 건강상태의 정보를 측정하는 센서부의 on/off를 제어하는 제어부 및 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량으로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 시스템 및 그 제어 방법{VEHICLE SYSTEM AND CONTROLL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 차량 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 운전자의 승차 또는 하차 의도를 예측하여 웨어러블 디바이스의 배터리를 절약할 수 있는 차량 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
스마트 키를 소지한 운전자가 차량에 근접했을 경우 차량은 스마트 키의 LF 신호를 수신하여 자동으로 손잡이 도어락을 해제시킨다. 그러나, 이러한 경우 운전자가 우연히 차량에 근접한 것인지 차량에 승차하기 위한 의도인지 파악하기 어렵다.
또한, 특정 제스처에 의해서 손잡이 도어락을 해제시키는 경우 특정 제스처는 일반적인 상황에서도 발생될 수 있어 오인식되는 문제가 있다. 즉, 특정 제스처가 의도적으로 손잡이 도어락을 해제하기 위하여 발생된 것인지 일반적인 상황에 의해 발생된 것인지 알 수 없다.
한편, 웨어러블 디바이스의 센서는 사용자의 수동방식에 의해 제어되고 있어, 필요에 따라 사용하고자 하는 경우에 사용자가 수동적으로 웨어러블 디바이스의 센서를 on 또는 off 하여야 하는 불편함이 있다.
본 발명은 운전자가 차량에 근접하는 경우 운전자의 승차 및 하차 의도의 인식률을 높이고, 승차 및 하차 의도를 인식함에 따라 자동적으로 웨어러블 디바이스의 센서를 on 또는 off 되도록 하여 배터리를 효율적으로 사용하고자 한다.
본 발명의 차량 시스템은 운전자 건강상태의 정보를 웨어러블 디바이스와 통신하는 차량 전자장치로 전송하고, 상기 웨어러블 디바이스는 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 스마트키와, 운전자가 상기 차량 전자장치에 근접하여 취한 특정 제스처에 대한 제스처정보를 획득하는 가속도 센서와, 상기 제스처정보로부터 상기 특정 제스처를 학습하는 학습부와, 상기 서칭신호의 수신여부에 따라, 상기 획득된 제스처정보가 상기 특정 제스처로 인식되는지 여부에 따라, 상기 운전자의 의도를 판단하고 상기 운전자의 건강상태의 정보를 측정하는 센서부의 on/off를 제어하는 제어부 및 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 스마트키는 상기 웨어러블 디바이스에 내장되어 커넥터에 의해 하드웨어적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가속도센서는 상기 운전자가 차량 전자장치에 근접하여 취한 제스처 중 특정 제스처를 센싱하여 X축, Y축, Z축에 대한 상기 제스처정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 특정 제스처는 웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작, 상기 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작 및 상기 차량 도어를 열기 위해 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제스처정보에 대해 전처리 알고리즘를 적용하여 노이즈를 제거하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신받고, 상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 근접하여 취한 제스처를 상기 학습부가 학습한 특정 제스처로 인식하는 경우 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단하고, 상기 센서부를 on시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신받지 못한 경우, 상기 운전자가 차량으로부터 하차하려는 의도인 것 및 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것 중 적어도 어느 하나로 판단하고, 상기 센서부를 off시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 운전자 건강상태의 정보는 운전자 심박수, 스트레스 지수 및 활력도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 센서부는 PPG(Poto-Plethysmo Graphy)센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 통신부는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부가 상기 센서부를 off 시키면, 상기 통신부도 off시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 통신부가 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하면 상기 차량의 제어부가 디스플레이부를 통하여 상기 운전자 건강상태 정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량 시스템 제어 방법은 운전자 건강상태의 정보를 웨어러블 디바이스와 통신하는 차량 전자장치로 전송하기 위한 것으로, 웨어러블 디바이스에 내장된 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 단계와, 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인지 확인하는 단계와, 상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인 경우 상기 운전자가 차량으로 승차하려는 의도로 판단하는 단계와, 상기 운전자가 차량으로 승차하려는 경우 상기 운전자 건강상태의 정보를 측정하는 센서부를 동작시키는 단계 및 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 단계에서 상기 서칭신호가 수신되지 않은 경우, 상기 차량으로부터 하차하려는 의도인 것 및 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것 중 적어도 어느 하나로 판단하고, 상기 센서부를 동작하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인지 확인하는 단계는 상기 특정 제스처에 대해 제스처정보를 수집하는 단계와, 상기 제스처정보에 전처리 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하는 단계와, 상기 제스처정보를 가공하는 단계와, 상기 특정 제스처를 학습하는 단계 및 학습된 특정 제스처를 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제스처정보를 수집하는 단계는 상기 웨어러블 디바이스의 가속도 센서가 X축, Y축, Z축에 대한 제스처정보를 획득하여 수집하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제스처정보를 수집하는 단계는 상기 웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 상기 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작, 상기 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작 및 상기 차량 도어를 열기 위해 상기 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작 중 적어도 어느 하나를 포함하여 수집하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 학습된 특정 제스처를 인식하는 단계는 상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하였을 때 취한 특정 제스처를 학습된 특정 제스처로 인식하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 운전자 건강상태의 정보를 측정하는 센서부를 동작시키는 단계는 상기 센서부가 운전자 심박수, 스트레스 지수, 활력도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보를 측정하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 단계 이후, 상기 차량의 제어부가 상기 차량의 디스플레이부를 통하여 상기 운전자 건강상태 정보를 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 스마트 키를 소지한 운전자가 차량에 근접했을 때 운전자의 승차 및 하차 의도의 인식률을 높이고, 승차 및 하차 의도를 인식함에 따라 자동적으로 웨어러블 디바이스의 센서를 on 또는 off 하여 효율적으로 배터리를 사용할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스를 차량과 연동하여 주행 전 및 주행 중에 운전자의 건강상태를 판단하여 운전자로 하여금 안전운전을 할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 운전자 특정 제스처에 대한 타이밍별 제스처정보를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 운전자의 특정 제스처를 학습하기 위한 신경망 알고리즘 구조를 나타낸 도면.
도 4는 신경망 알고리즘을 이용한 학습 시 정해놓은 학습에러의 목표치를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 차량 시스템 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 운전자의 특정 제스처를 학습하는 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량 시스템은 차량 전자장치(10)와 웨어러블 디바이스(30)를 포함한다. 그리고, 차량 전자장치(10)는 차량 내 탑재되어 웨어러블 디바이스(30)와 통신할 수 있다.
차량 전자장치(10)는 통신부(11), 제어부(12), 디스플레이부(13)를 포함한다.
차량 전자장치(10)의 통신부(11)는 LF(Low Frequency) 통신부와 RF(Radio Frequency) 통신부를 포함할 수 있다.
차량의 LF 통신부는 LF 통신망을 통하여 차량 외부의 각종 전자 장치에 LF 신호를 송신할 수 있다. LF 신호는 스마트키가 차량으로부터 LF 통신이 가능한 범위 내에 있는지 판단하기 위해 LF 통신부가 주변(LF 통신이 가능한 거리 내)에 전송하는 서칭 신호를 포함한다.
차량의 RF 통신부는 RF 통신망을 통하여 차량 외부의 각종 전자 장치로부터 송신된 RF 신호를 수신한다. RF 신호는 스마트키가 차량으로부터 서칭 신호를 수신하였음을 차량이 확인할 수 있도록, 스마트키로부터 차량에 전송되는 서칭 응답 신호를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 웨어러블 디바이스로(30)로부터 운전자의 건강상태 및 운전자의 탑승의도에 대한 정보를 수신받을 수 있다.
제어부(12)는 ECU(Electronic Control Unit)을 포함하며, 차량의 LF 통신부가 서칭 신호를 송신하도록 LF 통신부를 제어할 수 있다. 또한, 차량의 RF 통신부가 서칭 응답신호를 수신하도록 RF 통신부를 제어할 수 있으며, 웨어러블 디바이스(30)로부터 운전자의 건강상태에 대한 정보를 수신하도록 RF 통신부를 제어할 수 있다. 제어부(12)는 스티어링 휠의 잠금/해제를 제어하거나, 차량의 시동의 온/오프를 제어하는 시동 버튼의 잠금/해제를 제거하거나, 트렁크의 잠금/해제를 제어할 수 있다.
디스플레이부(13)는 웨어러블 디바이스(30)으로부터 전달받은 운전자의 건강상태에 대한 정보를 출력할 수 있다. 디스플레이부(13)는 차량의 클러스터나 AVN(Audio Video Navigation)을 포함할 수 있다. 즉, 운전자의 건강상태에 대한 정보는 클러스터나 AVN을 통하여 출력될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 스마트키(20)는 웨어러블 디바이스(30)에 내장되며 커넥터에 의해 하드웨어적으로 연결될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스 내에 웨어러블 보드와 스마트키의 보드가 커넥터에 의해 연결될 수 있다. 보다 상세하게는 연결된 커넥터 중에서 하나의 물리적 핀(Pin)을 통하여 스마트키가 서칭신호를 수신하였다는 정보를 전달할 수 있다.
스마트키(20)는 통신부(21)와 제어부(22)를 포함할 수 있다.
스마트키(20)의 통신부(21)는 LF 통신부와 RF 통신부를 포함할 수 있다.
스마트키의 LF 통신부는 LF 통신망을 통하여 스마트키(20) 외부의 각종 전자 장치로부터 송신된 LF 신호를 수신한다. 스마트키의 LF 통신부는 차량이 송신하는 서칭 신호를 수신할 수 있다.
스마트키의 RF 통신부는 RF 통신망을 통하여 스마트키(20) 외부의 각종 전자 장치에 RF 신호를 송신한다. 스마트키의 RF 통신부는 차량의 서칭 신호에 응답하는 서칭 응답 신호를 차량에 송신할 수 있다.
제어부(22)는 스마트키의 LF 통신부가 서칭 신호를 수신하도록 LF 통신부를 제어할 수 있다. 또한, 스마트키의 RF 통신부가 서칭 응답신호를 송신하도록 RF 통신부를 제어할 수 있다.
웨어러블 디바이스(30)는 통신부(31), 가속도 센서(32), 수집부(33), 분석부(34), 학습부(35), 제어부(36) 및 센서부(37)를 포함할 수 있다.
통신부(31)는 스마트키(20)의 통신부(21)가 수신한 서칭신호의 결과를 수신하고, 제어부(36)로 전달할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(30)가 센서부(37)를 통하여 측정한 운전자의 건강상태에 대한 정보를 차량 전자장치(10)로 송신할 수 있다. 운전자의 건강상태에 대한 정보는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 차량 전자장치(10)로 송신할 수 있다.
가속도 센서(32)는 운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처에 대해 센싱하여, X축, Y축, Z축에 대한 제스처정보를 획득할 수 있다. 여기서, 특정 제스처들은 차량의 문을 여는 동작을 포함할 수 있다. 차량의 문을 여는 동작은 크게 세 가지 단계의 동작으로 정의될 수 있다.
1) 웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작
2) 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작
3) 차량 도어를 열기 위해 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작
수집부(33)는 가속도 센서(32)가 센싱한 특정 제스처의 데이터를 수집한다.
분석부(34)는 센싱한 운전자의 제스처의 제스처정보를 분석한다.
분석부(34)는 먼저, 제스처정보에 대해 전처리 알고리즘을 적용하여 제스처정보들의 노이즈에 대한 영향을 줄일 수 있다. 노이즈에 대한 영향을 줄이기 위해 LPF(Low pass filter), Gaussian filter, Moving average filter등을 적용할 수 있다.
그리고, 분석부(34)는 노이즈에 대한 영향을 줄인 제스처정보들에 대해 DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을 적용하여 데이터를 가공한다. 보다 자세한 설명은 도 2를 참조한다.
도 2는 본 발명에 따른 운전자 특정 제스처에 대한 타이밍별 제스처신호를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자들마다 차량 문을 여는 동작은 거의 유사하므로 데이터의 패턴은 비슷할 수 있지만, 동작이 이루어지는 시간은 차이가 있을 수 있다. 도 2 (a)는 동작이 느리게 이루어진 제스처정보를 나타낸 그래프로 이해할 수 있고, (b)는 동작이 빠르게 이루어진 제스처정보를 나타낸 그래프로 이해할 수 있다. 동작이 이루어진 시간이 다른 데이터들에 대해 DTW 알고리즘을 적용하여 유사도를 측정하고, 유사도가 있는 데이터들을 재구성하여 가공한다.
학습부(35)는 DTW 알고리즘이 적용되어 가공된 데이터에 대해 신경망(Neural Network) 알고리즘 또는 Deep learning을 이용하여 학습할 수 있다. 특정 제스처에 대해 학습할 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 운전자의 특정 제스처를 학습하기 위한 신경망 알고리즘 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 신경망 알고리즘을 이용한 학습 시 정해놓은 학습에러의 목표치를 나타낸 그래프이다. 특정 제스처에 대한 학습은 무한시간동안 이루어질 수 없기 때문에 학습에러가 목표치에 수렴할 때까지의 획득된 데이터에 대하여(도 4 참조) 학습할 수 있다. 이 목표치에 학습에러가 수렴하는 경우 학습을 종료할 수 있다. 이 목표치는 RMS(Root Mean Square) 또는 LMS(Least Mean Square)를 이용하여 정해질 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 학습 에러 목표치를 0.1로 정해놓고, 학습 에러가 0.1이 되었을 때 학습을 위한 반복(iteration)을 멈춰 학습을 종료할 수 있다.
제어부(36)는 스마트키가 차량 근접으로 인해 수신받은 서칭신호(LF 신호)를 통신부(31)로부터 전달받고, 가속도센서(32)로부터 획득된 제스처정보가 학습부(35)로부터 학습된 특정 제스처로 인식된 경우, 웨어러블 디바이스를 착용한 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단하고, 웨어러블 디바이스(30)의 센싱 가능한 모든 센서를 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(36)는 스마트키(20)가 차량 전자장치로부터 멀어져 서칭신호(LF 신호)를 통신부로(31)부터 전달받지 못하는 경우, 웨어러블 디바이스를 착용한 운전자는 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것 또는 차량으로부터 하차하려는 의도인 것으로 판단하고, 웨어러블 디바이스(30)의 가속도 센서를 제외한 센싱 가능한 모든 센서를 동작하지 않도록 제어할 수 있다.
센서부(37)는 PPG(Poto-Plethysmo Graphy)센서를 포함할 수 있다. 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 제어부(36)가 판단한 경우 센서부(37)는 PPG 센서를 동작시켜 운전자 심박수, 스트레스 지수 및 활력도를 측정한다. 측정에는 약 1분 정도의 시간이 소요될 수 있다.
제어부(36)는 센서부(37)에서 측정된 운전자 건강상태의 정보를 통신부(31)로 하여금 차량 전달장치(10)로 전달하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 운전자가 웨어러블 디바이스(30)를 지닌 상태로 차량에 접근한다(S100). 웨어러블 디바이스(30) 내에는 스마트키(20)가 내장되고, 웨어러블 디바이스(30)는 커넥터에 의해 스마트키(20)와 하드웨어적으로 연결될 수 있다.
그리고, 웨어러블 디바이스(30) 내 스마트키(20)가 차량 전자장치로부터 송신된 서칭신호(LF 신호)를 수신한지 여부를 확인한다(S110). 스마트키(20)가 차량 전자장치로부터 송신된 서칭신호를 수신하지 못한 경우(N) 운전자가 차량에 탑승하지 않은 경우라면, 운전자가 차량에 근접한 것일 뿐 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것으로 판단하거나 차량에 탑승한 경우라면 차량으로부터 하차라려는 의도로 판단할 수 있다(S170). 그리고, 제어부(36)는 웨어러블 디바이스 센서들이 동작되지 않도록 한다(S180).
웨어러블 디바이스(30) 내 스마트키(20)가 차량으로부터 송신된 서칭신호를 수신한 경우(Y), 운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처가 웨어러블 디바이스(30)의 학습부(35)에서 학습된 특정 제스처인지 확인한다(S120). 운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처는 웨어러블 디바이스(30)의 가속도 센서(32)로부터 센싱되며, 제스처정보가 될 수 있다.
운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처가 아닌 경우(N) 운전자가 차량에 재접근하여 동일한 제스처를 취해볼 수 있다.
운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인 경우(Y) 제어부(36)는 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단한다.(S130)
운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단한 경우, 제어부(36)는 웨어러블 디바이스 센서들을 동작시킨다(S140). 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단한 경우 동작하는 센서는 PPG 센서를 포함할 수 있다. 웨어러블 디바이스 센서들은 본 발명에 따라 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단된 경우에만 동작하기 때문에 배터리를 절약할 수 있다. 또한, 운전자가 승차하려는 의도가 아닌 것으로 판단되거나 차량으로부터 하차하려는 의도로 판단된 경우 센서가 동작하지 않도록 함으로써 배터리를 절약할 수 있다.
웨어러블 디바이스 센서들이 동작하는 경우 운전자의 건강상태 정보를 측정한다(S150). 운전자의 건강상태 정보는 운전자 심박수, 스트레스 지수, 활력도 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 측정하는 시간은 약 1분 정도 소요될 수 있다.
측정된 운전자의 건강상태에 대한 정보를 차량의 제어부(ECU)에 제공한다(S160). 차량에 제공되는 정보는 BLE(Bluetooht Low Energy)을 이용한 RF 신호로 송신될 수 있다.
본 발명은 운전자가 차량 전자장치에 근접하여 특정 제스처를 학습된 특정 제스처로 판단한 경우 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 인식하고, 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 인식될 때 자동적으로 웨어러블 디바이스의 센서들을 동작시켜 운전자의 건강상태를 측정하고, 측정된 정보를 차량에 제공한다. 이로써 웨어러블 디바이스의 배터리를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 차량에 운전자의 건강 상태를 제공함으로써 차량은 운전자의 건강상태를 파악하여 운전자의 안정운행에 기여할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 운전자의 특정 제스처를 학습하는 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 운전자가 웨어러블 디바이스(30)를 지닌 상태로 차량에 접근한다(S200). 웨어러블 디바이스(30) 내에는 스마트키(20)가 내장되고, 웨어러블 디바이스(30)는 커넥터에 의해 스마트키(20)와 하드웨어적으로 연결될 수 있다.
그리고, 웨어러블 디바이스(30) 내 스마트키(20)가 차량으로부터 송신된 서칭신호(LF 신호)를 수신한지 여부를 확인한다(S210). 서칭신호(LF 신호)를 수신하지 못한 경우에는 학습하지 않고 종료한다.
웨어러블 디바이스(30) 내 스마트키(20)가 차량으로부터 송신된 서칭신호를 수신한 경우(Y), 운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처에 대하여 제스처정보를 수집한다(S220).
웨어러블 디바이스(30)의 가속도 센서(33)는 운전자가 차량에 근접하여 취한 특정 제스처를 센싱하여, X축, Y축, Z축에 대한 제스처정보를 획득할 수 있다. 여기서, 특정 제스처는 차량의 문을 여는 동작을 포함할 수 있다. 차량의 문을 여는 동작은 크게 세 가지 단계의 동작으로 정의될 수 있다.
1) 웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작
2) 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작
3) 차량 도어를 열기 위해 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작
그 다음 분석부(34)는 제스처정보에 대해 전처리 알고리즘을 적용하여 제스처정보들의 노이즈에 대한 영향을 줄일 수 있다(S230). 노이즈에 대한 영향을 줄이기 위해 LPF(Low pass filter), Gaussian filter, Moving average filter등을 적용할 수 있다.
그 다음 분석부(34)는 노이즈에 대한 영향을 줄인 제스처정보들에 대해 DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을 적용하여 데이터를 가공한다(S240). 운전자들마다 차량 문을 여는 동작은 거의 유사하므로 데이터의 패턴은 비슷할 수 있지만, 동작이 이루어지는 시간은 차이가 있을 수 있다. 동작이 이루어진 시간이 다른 데이터들에 대해 DTW 알고리즘을 적용하여 유사도를 측정하고, 유사도가 있는 데이터들을 재구성하여 가공한다.
그 다음 학습부(35)는 DTW 알고리즘이 적용되어 가공된 데이터들을 이용하여 특정 제스처를 학습할 수 있다(S250). 특정 제스처에 대한 학습은 신경망 알고리즘을 이용하여 학습될 수 있다. 그리고, 특정 제스처에 대한 학습은 무한시간동안 이루어질 수 없기 때문에 학습에러가 목표치에 수렴할 때까지의 데이터를 이용하여(도 4 참조) 특정 제스처를 학습할 수 있다.
그 다음 제어부(36)는 학습된 특정 제스처를 인식한다(S260). 운전자가 차량에 근접하였을 때 취한 특정 제스처와 학습된 특정 제스처와 동일한지 비교하여 동일한 경우, 운전자가 차량에 접근하였을 때 취한 특정 제스처를 학습된 특정 제스처로 인식한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
차량 10 통신부 31
통신부 11 가속도 센서 32
제어부 12 수집부 33
디스플레이부 13 분석부 34
스마트키 20 학습부 35
통신부 21 제어부 36
제어부 22 센서부 37
웨어러블 디바이스 30

Claims (20)

  1. 운전자 건강상태의 정보를 웨어러블 디바이스와 통신하는 차량 전자장치로 전송하기 위한 차량 시스템에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는
    차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 스마트키;
    운전자가 상기 차량 전자장치에 근접하여 취한 특정 제스처에 대한 제스처정보를 획득하는 가속도 센서;
    상기 제스처정보로부터 상기 특정 제스처를 학습하는 학습부;
    상기 서칭신호의 수신여부에 따라, 상기 획득된 제스처정보가 상기 특정 제스처로 인식되는지 여부에 따라, 상기 운전자의 의도를 판단하고 상기 운전자의 건강상태의 정보를 측정하는 센서부의 on/off를 제어하는 제어부; 및
    상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 통신부를 포함하되,
    상기 운전자 건강상태의 정보는
    운전자 심박수, 스트레스 지수 및 활력도 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 특정 제스처는
    웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작, 상기 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작 및 상기 차량 도어를 열기 위해 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트키는
    상기 웨어러블 디바이스에 내장되어 커넥터에 의해 하드웨어적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속도센서는
    상기 운전자가 차량 전자장치에 근접하여 취한 제스처 중 특정 제스처를 센싱하여 X축, Y축, Z축에 대한 상기 제스처정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제스처정보에 대해 전처리 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신받고, 상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 근접하여 취한 제스처를 상기 학습부가 학습한 특정 제스처로 인식하는 경우 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도로 판단하고, 상기 센서부를 on시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신받지 못한 경우, 상기 운전자가 차량으로부터 하차하려는 의도인 것 및 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것 중 적어도 어느 하나로 판단하고, 상기 센서부를 off시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는 PPG(Poto-Plethysmo Graphy)센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신부는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부가
    상기 센서부를 off 시키면, 상기 통신부도 off시키는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 통신부가 상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하면
    차량의 제어부가 상기 차량의 디스플레이부를 통하여 상기 운전자 건강상태 정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
  13. 운전자 건강상태의 정보를 웨어러블 디바이스와 통신하는 차량 전자장치로 전송하기 위한 차량 시스템의 제어 방법에 있어서,
    웨어러블 디바이스에 내장된 스마트키가 상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 단계;
    운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인지 확인하는 단계;
    상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인 경우 상기 운전자가 차량으로 승차하려는 의도로 판단하는 단계;
    상기 운전자가 차량으로 승차하려는 경우 상기 운전자 건강상태의 정보를 측정하는 센서부를 동작시키는 단계; 및
    상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 운전자 건강상태의 정보를 측정하는 센서부를 동작시키는 단계는
    상기 센서부가 운전자 심박수, 스트레스 지수, 활력도 중 적어도 어느 하나를 포함하는 정보를 측정하고,
    상기 특정 제스처는 웨어러블 디바이스를 착용한 손을 뻗어서 차량 도어의 손잡이를 잡는 동작, 상기 차량 도어의 손잡이 버튼을 누르는 동작 및 상기 차량 도어를 열기 위해 운전자의 몸쪽으로 차량 도어를 당기는 동작 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 차량 전자장치로부터 서칭신호를 수신하는 단계에서
    상기 서칭신호가 수신되지 않은 경우, 상기 차량으로부터 하차하려는 의도인 것 및 상기 운전자가 차량에 승차하려는 의도가 아닌 것 중 적어도 어느 하나로 판단하고, 상기 센서부를 동작하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하여 취한 특정 제스처가 학습된 특정 제스처인지 확인하는 단계는
    상기 특정 제스처에 대해 제스처정보를 수집하는 단계;
    상기 제스처정보에 전처리 알고리즘을 적용하여 노이즈를 제거하는 단계;
    상기 제스처정보를 가공하는 단계;
    상기 특정 제스처를 학습하는 단계; 및
    학습된 특정 제스처를 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제스처정보를 수집하는 단계는
    상기 웨어러블 디바이스의 가속도 센서가 X축, Y축, Z축에 대한 제스처정보를 획득하여 수집하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 학습된 특정 제스처를 인식하는 단계는
    상기 운전자가 상기 차량 전자장치에 접근하였을 때 취한 특정 제스처를 학습된 특정 제스처로 인식하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
  19. 삭제
  20. 청구항 13에 있어서,
    상기 운전자 건강상태의 정보를 상기 차량 전자장치로 송신하는 단계 이후, 상기 차량의 제어부가 상기 차량의 디스플레이부를 통하여 상기 운전자 건강상태 정보를 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템 제어 방법.
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