(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング装置の表面に付着または内蔵されて、抵抗性導電糸を用いて操作者の触指の動きを示す電気信号である動き情報として検出する検出部と、
前記検出部で検出した触指の動き情報の伝送を受けて、前記動き情報の経時的変化パターンである操作者の動きパターンとして分析し及び操作者の状態を推定する推定部と、
前記分析された前記操作者の動きパターン及び推定された前記操作者の状態を前記操作者の使用者が感じることができる形態の信号に変換して表示する表示部と、を含み、
前記推定部は、
前記検出部から伝送された前記操作者の触指の動き情報を用いて、前記動きパターンをフィルタリングする入力器と、
前記入力器でフィルタリングした前記抵抗性導電糸の抵抗値または電圧値の変化パターンを前記操作者の動きパターンに変換し、この操作者の動きパターンにおける値の変化状態から、前記操作者の動きパターンが正常パターンであるかの可否を判定するパターン分析器と、
前記パターン分析器で前記動きパターンにおける値の変化が所定値を超えたことを感知して、操作者の前記ステアリング装置に対するグリップの有無またはグリップ位置を探索するグリップ検索器と、
前記パターン分析器の判定結果及びグリップ検索器の探索結果を総合して、前記操作者の疲労状態を推定する疲労分析器と、を含む動き入力装置。
【請求項２】
前記検出部で検出した鰹指の動き情報、前記推定部で分析した前記操作者の動きパターン情報及び前記推定部で推定した前記操作者の状態情報のうち少なくとも1 つを外部装置に伝送するための伝送部をさらに含む請求項１に記載の動き入力装置。
【請求項３】
前記推定部及び表示部が、前記ステアリング装置に内蔵される請求項１に記載の動き入力装置。
【請求項４】
前記推定部は、
前記検出部から伝送された触指の動き情報を用いて、動きパターンをフィルタリングする入力器と、
前記入力器でフィルタリングした動きパターンを分析して、前記操作者の動きパターンが正常パターンであるかの可否を判定するパターン分析器と、
前記入力器でフィルタリングした動きパターンの変化値が特定値を超過する場合に、前記操作者のグリップ可否またはグリップ位置を探索するグリップ検索器と、
前記パターン分析器の判定結果及びグリップ検索器の探索結果を総合して、前記操作者の疲労状態を推定する疲労分析器と、を含む請求項１に記載の動き入力装置。
【請求項５】
前記推定部は、出力信号をＡ／Ｄ (A n a l o g  t o  D 1 g 1 t a l ) 変換するための変換器をさらに含む請求項１に記載の動き入力装置。
【請求項６】
ステアリング装置の表面に付着または内蔵されて触指の動きを電気信号である動き情報として検出する検出部と、前記検出部で検出した触指の動き情報の伝送を受けて操作者の動きパターンを分析し、及び操作者の状態を推定する推定部と、前記分析された前記操作者の動きパターン及び推定された前記操作者の状態を前記操作者の使用者が感じることができる形態の信号に変換して表示する表示部と、を含む動き入力装置と、
前記動き入力装置で伝送した、前記検出部で検出した触指の動き情報、前記推定部で分析した前記操作者の動きパターン情報及び前記推定部で推定した前記操作者の状態情報のうち少なくとも１つを分析して、前記操作者の操作信号を抽出する抽出部、及び前記抽出された前記操作者の操作信号による外部装置に対する制御信号を生成して伝送する制御部を含んで構成される制御装置と、を含み、
前記検出部は、抵抗性導電糸を用いて触指の動きを検出して電気信号に変換し、
前記推定部は、
前記検出部から伝送された触指の動き情報を用いて、動きパターンをフィルタリングする入力器と、
前記入力器でフィルタリングした前記動きパターンを基準パターンと比較して、前記操作者の動きパターンが正常パターンであるかの可否を判定するパターン分析器と、
前記入力器でフィルタリングした前記動きパターンの有する値と前記基準パターンの対応する値との差が特定値以上である場合に、前記操作者の前記ステアリング装置に対するグリップの有無またはグリップ位置を探索するグリップ検索器と、
前記パターン分析器の判定結果及びグリップ検索器の探索結果を総合して、前記操作者の疲労状態を推定する疲労分析器と、
を含む車両制御システム。
【請求項７】
前記表示部は、前記推定された前記操作者の状態を映像信号、音声信号、音響信号または振動信号のうち少なくとも１つの信号に変換する請求項６に記載の車両制御システム。
【請求項８】
前記検出部で検出した触指の動き情報、前記推定部で分析した前記操作者の動きパターン情報及び前記推定部で推定した前記操作者の状態情報のうち少なくとも１ つを制御装置または外部装置に伝送するための伝送部をさらに含む請求項６に記載の車両制御システム。
【請求項９】
前記推定部及び表示部が前記ステアリング装置に内蔵される請求項６に記載の車両制御システム。
【請求項１０】
前記推定部は、出力信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換するための変換器をさらに備える請求項６に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置に適用される動き入力装置及び車両制御システムに関し、特に、ステアリング装置に連結されて運転者の動きの入力を受けて車両を制御するための信号を出力する装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置であるハンドルは方向操作などが必要である多様な装置や装備で普遍的に用いられている。
【０００３】
しかし、車両のような高速移動装置などで長時間ハンドルを操作しなければならない場合、高度の集中力が求められる運転状況が続くことにより、急激に疲労が蓄積される。従って、集中力を損なう眠気などの突発状況が発生し、運転者の生命と直結されるハンドル操作に誤操作をもたらす確率が高くなる。ここで、運転者の集中力を維持させるための多くの応急機能が研究されてきた。
【０００４】
特に、運転者の眠気防止のための自動車内の便宜装置及び注意換気装置などが主な開発対象となっている。既存の開発対象は、主に視覚的に運転者を観察する。特に、運転者の目の動きなどを観察して、眠気状況をモニタリングしたり、ハンドルに取付けられている電極で収集される運転者の心電図などの生体電気信号を直接的に収集し、これを分析することにより運転者の眠気状況などをモニタリングする試みがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許 第2007-0089014号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の目標を達成すべく、本発明のステアリング装置に適用される動き入力装置及びそれを用いた車両制御システムは、操作者の動きをステアリング装置に連結される動き入力装置を用いて獲得し、獲得された動き情報を用いて車両の制御のための信号を出力する装置及びそれを用いたシステムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための一実施例による本発明の動き入力装置は、ステアリング装置の表面に付着または内蔵されて触指の動きを検出する検出部と、前記検出部で検出した触指の動き情報の伝送を受けて、操作者の動きパターン分析及び状態を推定する推定部と、前記分析された操作者の動きパターン及び推定された操作者の状態を使用者が感じることができる形態の信号に変換して表示する表示部と、を含む。
【０００８】
上記課題を解決するための他の実施例による本発明の車両制御システムは、ステアリング装置の表面に付着または内蔵されて触指の動きを検出する検出部と、前記検出部で検出した触指の動き情報の伝送を受けて、操作者の動きパターン分析及び状態を推定する推定部と、前記分析された操作者の動きパターン及び推定された操作者の状態を使用者が感じることができる形態の信号に変換して表示する表示部と、を含む動き入力装置と、前記動き入力装置で伝送した、前記検出部で検出した触指の動き情報、前記推定部で分析した操作者の動きパターン情報及び前記推定部で推定した操作者の状態情報のうち少なくとも１つを分析して、操作者の操作信号を抽出する抽出部及び前記抽出された操作者の操作信号による外部装置に対する制御信号を生成して伝送する制御部を含んで構成される制御装置と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
上述のステアリング装置に適用される動き入力装置及びそれを用いた車両制御システムによると、操作者の動き情報を触覚信号を通じてリアルタイムで獲得し、操作者の状態を推定することができる。さらに、獲得された操作者の動き及び状態を用いて車両の制御のための信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の動き入力装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の検出部に含まれる抵抗性導電糸の特性に対するグラフである。
【図３】本発明の一実施例による推定部の機能ブロックを図示したブロック図である。
【図４ａ】本発明の一実施例によるステアリング部と検出部を具現した例を図示した図面である。
【図４ｂ】本発明の一実施例によるステアリング部と検出部を具現した例を図示した図面である。
【図５】本発明の動き入力装置の具現例を図示した図面である。
【図６】本発明の動き入力装置を含む車両制御システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野にて通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができるように、好ましい実施例を詳細に説明する。但し、本発明の好ましい実施例に対する動作原理を詳細に説明するにおいて、係わる公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にぼかす可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
【００１２】
図面において、本発明を明確に説明するために、説明と無関係な部分は省略し、明細書の全体において類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
【００１３】
また、ある部分がある構成要素を「含む」とすることは、これは特別に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００１４】
ハプティック技術等を用いると、ステアリング装置の表面の制限された変位内でステアリング装置の表面の変形をリアルタイムでモニタリングし、操作者の運転状態を推定したり眠気状態を予測することができる。操作者が眠気状態等であると判定される場合には、ステアリング装置の表面に内蔵されたモーターなどの動力発生器を用いてハプティック信号を出力する。そうすると、操作者は触指を通じてこれを感知して注意を喚起し、眠気を防止することができる。
【００１５】
また、現在ハンドルに多く取付けられて活用されているハンズフリー、音楽再生などの操作のためにハプティック技術を適用した動き入力装置を活用して、擦ったり、押したり、引く操作を通じて所望の操作を遂行することができる。
【００１６】
上記の方法は既存のステアリング装置上に配置されるボタン等と並行して情報の入力を受けることによって、操作者に操作の便宜性を提供する。
【００１７】
一方、ステアリング装置のハプティック機能はステアリング装置の表面に内蔵されたものに限定されず、規定された範囲内で伸縮性及び原状復帰力がある多様な材質のビニールのような膜の形態で製作され、ハンドルカバー等に適用されることができる。
【００１８】
触指によるステアリング装置の表面の変形を感知して、信号に出力するために導電糸または同等な導電特性を有する材質の線または帯をハンドルカバーに織り込み、埋め込みまたは付着することができる。また、上記のステアリング装置は自動車に限らず、ハンドル形態のステアリング装置に全て適用されることができて、特に長時間精緻な操作を要するハンドル形態のステアリング装置を操作しなければならない使用者の安全のために活用されることができる。
【００１９】
導電糸を用いた動き入力装置は、既存ハンドル部品の規格との組み合わせが容易であり、導電糸を用いることによって相対的に電気的な特性に優れて、付着部位の物理的変化を電気信号に変換することが容易であり、変換された電気信号を用いて制御用入力信号を発生させることにより、日常生活の中で自動車などの制御機器をより積極的に活用することができる。
【００２０】
図１は本発明の動き入力装置の機能ブロック図である。
【００２１】
図１を参照すると、本発明の動き入力装置１００はステアリング装置３００を用いるシステムにおいて、検出部１１０と、推定部１２０と、表示部１３０と、を含んで構成されることができて、伝送部１４０を追加的に備えることができる。
【００２２】
ステアリング装置３００は車両などの操向または操作のための装置である。一般的にステアリング装置３００はハンドルで構成される。
【００２３】
検出部１１０は操作者の触指の動きを検出する。検出部１１０はステアリング装置３００と接触された操作者の触指の動きを検出するために抵抗性導電糸などを含んで構成されることができる。抵抗性導電糸などの触指の動きを検出する構成は、ステアリング装置３００の表面に付着または内蔵されるようにすることが好ましい。抵抗性導電糸などで検出された動き情報を電子的処理が可能であるように、電気信号に変換する構成も追加的に備えることが好ましい。
【００２４】
図２を参照すると、抵抗性導電糸は導電糸の長さ及び導電糸の抵抗値が線形的に変わる区間を有する特性がある。従って、操作者の触指の動きによって導電糸の長さが伸縮されることを電気的信号で検出することができる。
【００２５】
検出部１１０を構成する伝導性導電糸が数個の導電糸で構成される場合には、各導電糸の区域ごとに触指の動きを検出することができる。
【００２６】
推定部１２０は検出部１１０で検出した操作者の動き情報を用いて操作者の動き及び状態を推定する。
【００２７】
動き及び状態の推定は、行動分析または統計的分析などを用いて検出した動き情報パターンと操作者の動き及び状態を対応させる方法などがある。
【００２８】
情報のデジタル信号処理のために、アナログ信号である検出した操作者の動き情報をＡＤ変換するための変換器を追加的に備えることができる。
【００２９】
表示部１３０は推定された操作者の動きを使用者が感じることができる形態の信号に変換して表示する。使用者が感じることができる信号としては、映像信号、音声信号、音響信号または振動信号などがある。変換された信号は、視覚的な信号は画面に表示し、聴覚的な信号はスピーカーなどを用いて出力する。
【００３０】
伝送部１４０は検出部１１０で検出した動き情報及び／または推定部１２０で推定した操作者の状態情報を外部装置に伝送する。伝送のために有線または無線通信方法を用いることができる。有線または無線通信に用いられることができる通信規格として、シリアル通信、ブルートゥース通信、ジグビー通信または移動通信がある。
【００３１】
図３は本発明の一実施例による推定部の機能ブロックを図示したブロック図である。
【００３２】
図３を参照すると、本発明の推定部１２０は、入力器１２１と、パターン分析器１２２と、グリップ検索器１２３と、疲労分析器１２４と、を含んで構成されることができ、変換器１２５を追加的に備えることができる。
【００３３】
入力器１２１は入力される電気信号を用いて伝導性導電糸の抵抗値または電圧値の変化パターンをフィルタリングする。
【００３４】
パターン分析器１２２は、入力器でフィルタリングした抵抗値または電圧値の変化パターンを分析して操作者の動きパターンに変換し、動きパターンが正常パターンであるか非正常パターンであるかを判断する。操作者の動きパターンは動き情報になり、表示部１３０及び伝送部１４０に伝送される。
【００３５】
グリップ検索器１２３は、パターン分析器１２２及び疲労分析器１２４のパターン分析の正確性を高めるために、フィルタリングされた抵抗値または電圧値の変化が特定値以上である時に操作者がグリップしている操向ハンドル部位を探し出す。
【００３６】
例えば、眠気中またはハンドルなどの調整が不可能な状況の場合、動きパターンが非正常的に変化するため、その変化値が特定値を超えるようになり、グリップ検索器１２３はこれを感知してグリップ可否及びグリップの位置を把握する。操作者がグリップを維持しない場合などには表示部１３０を通じて使用者に警告することができる。
【００３７】
把握された情報は疲労分析器１２４及びパターン分析器１２２に伝送される。従って、パターン分析器１２２はグリップ検索器から伝送された情報をさらに参照して、動きパターンを分析することが好ましい。
【００３８】
疲労分析器１２４は、パターン分析器で分析した動きパターン及びグリップ検索器で把握した情報を用いて、操作者の疲労度及び操作者の状態を分析する。分析された疲労度は表示部１３０及び伝送部１４０に伝送される。表示部１３０は分析された疲労度情報を使用者に提供することができる。
【００３９】
また、変換器１２５は、パターン分析器１２２の動き情報及び疲労分析器１２４の操作者の疲労度情報及び状態情報をデジタル信号に変換し、表示部１３０及び伝送部１４０に伝送するために信号をＡ／Ｄ変換する。
【００４０】
図４ａ及び図４ｂは本発明の一実施例によるステアリング装置と検出部を具現した例を図示した図面である。
【００４１】
図４ａを参照すると、本発明の検出部１１０は導電糸１１１及び信号処理器１１２を含んで構成されることができる。
【００４２】
導電糸１１１は伝導性導電糸で具現されることができて、図２に図示されたような特性を有する。導電糸はステアリング装置３００に付着する形態で具現されることができる。
【００４３】
操作者がステアリング装置３００を用いて車両などの機器の操作を遂行する時、ステアリング装置３００を操作する。この際ステアリング装置３００に付着された導電糸１１１の長さが変わるようになり、これを用いて操作者の動きの入力を受けることができる。
【００４４】
例えば、図４ｂを参照すると、操作者がステアリング装置３００を操作する時、ステアリング装置３００の特定部位を握ったまま時計方向または反時計方向に引いたり押す動作を通じて、動き情報を入力することができる。
【００４５】
また、ステアリング装置３００をその他の方法で操作して、操向機能以外の補助機能に対する操作を遂行することもできる。
【００４６】
例えば、ハンドルをひねる動作を通じて操向機能以外の機能を遂行するように入力する。
【００４７】
図５は本発明の動き入力装置の具現例を図示した図面である。
【００４８】
図５（ａ）に図示されたように、ステアリング装置３００及び検出部１１０のみ外部に現われて、推定部１２０及び伝送部１４０はステアリング装置３００に内蔵される形態で具現することができる。図示しなかったが、表示部１３０はステアリング装置３００に内蔵されたり、外部から信号を受信して表示するように配置することができる。
【００４９】
図５（ｂ）に図示されたように、検出部１１０をステアリング装置３００に付着されるカバー形態で具現し、推定部１２０、表示部１３０及び伝送部１４０は検出部１１０と連結される外部装置で具現されることができる。
【００５０】
図５（ｃ）に図示されたように、検出部１１０を使い捨て付着物の形態で具現することができる。
【００５１】
検出部１１０と推定部１２０または伝送部１４０との間では有線または無線で情報を伝達することができる。また、推定部１２０と表示部１３０との間でも有線または無線で情報を伝達することができる。
【００５２】
抵抗性導電糸で具現される検出部１１０は伝導性繊維及び弾性糸を含んで構成されることができる。
【００５３】
伝導性繊維は炭素繊維または金属線などで具現されることができる。
【００５４】
検出部１１０の伝導性繊維及び弾性糸は互いに縒って作った線の形態、弾性糸を中心に伝導性繊維をねじり縒った形態、または弾性糸を中心に伝導性繊維を二重で反対方向にねじり縒った形態などで形成されることができる。
【００５５】
検出部１１０に属する導電糸をステアリング装置３００に連結する方法としては、ステアリング装置３００とは独立的なパターン形態で製作されてステアリング装置３００に付着する方法だけでなく、ステアリング装置３００の表面に内蔵する形態で連結することができる。
【００５６】
検出部１１０の導電糸をステアリング装置３００とは独立的なパターン形態で製作する場合には、伸縮性の材質の触指用プラスチックなどの固形物で付着したり、固形物の内部に抵抗性導電糸が含まれた複合パターンまたは単独パターンの形態で製作されることができる。
【００５７】
検出部１１０の導電糸をステアリング装置３００の表面に内蔵する形態で製作する場合には、抵抗性導電糸を有線または無線通信のための構成とともにステアリング装置３００に埋め込んで、その上に伸縮性の材質の表層を被せてステアリング装置３００を製作する。
【００５８】
また、操作者のステアリング装置３００の操作パターンを分析し、主に触指する位置を把握して位置に導電糸が内蔵されるように製作することができる。
【００５９】
また，検出部１１０は緩衝連結導線をさらに含んで構成されることもできる。
【００６０】
図６は本発明の動き入力装置を含む車両制御システムの機能ブロック図である。
【００６１】
図６を参照すると、本発明の車両制御システムは、動き入力装置１００、制御装置２００及びステアリング装置３００を含んで構成されることができる。制御装置２００は抽出部２１０及び制御部２２０を含んで構成されることができる。
【００６２】
動き入力装置１００は検出部１１０と、推定部１２０と、表示部１３０と、を含んで構成されることができ、伝送部１４０を追加的に含んで構成されることができる。ステアリング装置３００は一般的にハンドルなどで具現されることができる。動き入力装置１００及びステアリング装置３００に対する詳しい説明は上述したため省略する。
【００６３】
制御装置２００は動き入力装置１００で検出した動き情報または操作者の動き及び状態に対する推定情報を受信し、車両を制御することができる信号を出力する。
【００６４】
抽出部２１０は動き入力装置１００から伝送される動き情報または操作者の動き及び状態に対する推定情報で車両制御に係わる情報及び信号を抽出する。
【００６５】
制御部２２０は抽出部２１０で抽出した車両制御に係わる情報及び信号の伝送を受け、車両を制御する信号に変換して出力する。
【００６６】
即ち、制御装置２００は動き入力装置１００で操作者の動きに係わる情報の伝送を受けて車両制御と直接または間接的に係わる情報のみを抽出して、これを用いて車両制御を実現する装置である。
【００６７】
従って、本発明の車両制御システムは操作者の触指の動きのみの入力を受けて操作者の状態を推定して、注意を喚起する信号を出力したり車両を制御する信号を出力することができる。
【００６８】
以上で説明した本発明は上述の実施例及び添付の図面により限定されず、本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更が出来るということは本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者において明白であろう。
【図１】
0005539179.tif 000002
【図２】
0005539179.tif 000003
【図３】
0005539179.tif 000004
【図４ａ】
0005539179.tif 000005
【図４ｂ】
0005539179.tif 000006
【図５】
0005539179.tif 000007
【図６】
0005539179.tif 000008