특허청구의 범위 청구항 1 알람을 출력하기 위한 출력 인터페이스; 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 및 상기 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 상기 출력 인터페이스로 알람을 출력하는 졸음상태 판

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현화 승
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1 (51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) A61B 5/0496 ( ) A61B 5/18 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2009년06월11일 심사청구일자 2009년06월11일 (65) 공개번호 (43) 공개일자 2010년12월21일 (56) 선행기술조사문헌 KR B1* KR A* *는 심사관에 의하여 인용된 문헌 (45) 공고일자 2011년04월26일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2011년04월19일 (73) 특허권자 연세대학교 산학협력단 서울 서대문구 신촌동 134 연세대학교 (72) 발명자 임창환 강원도 원주시 명륜2동 동부노빌리티 APT 황한정 대구광역시 북구 침산동 311-7번지 (74) 대리인 특허법인세하 전체 청구항 수 : 총 13 항 심사관 : 김새별 (54) 안구전도에 기반한 졸음방지 장치 및 헤드셋 (57) 요 약 본 발명은 안구전도에 기반한 졸음방지 장치 및 헤드셋에 관한 것으로, 알람을 출력하기 위한 출력 인터페이스, 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부 및 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사 용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 상기 출력 인터페이스로 알람을 출력하는 졸음상태 판단부를 포함하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치 및 헤드셋을 운전자 등이 졸음에 빠지기 전 졸음을 깨우는 경보를 해줄 수 있 게 된다. 대 표 도 - 도1-1 -

2011년04월26일 (11) 등록번호 10-1031413 (24) 등록일자 2011년04월19일 (73) 특허권자 연세대학교 산학협력단 서울 서대문구 신촌동 134 연세대학교 (72) 발명자 임창환 강원도 원주시 명륜2동 동부노빌리티 APT 104-804 황한정 대구광역시 북구 침산동 311-7번지 (74) 대리인 특허법인세하 전체 청구항 수 : 총

2 특허청구의 범위 청구항 1 알람을 출력하기 위한 출력 인터페이스; 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 및 상기 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 상기 출력 인터페이스로 알람을 출력하는 졸음상태 판단부를 포함하되, 상기 졸음상태 판단부는 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율을 체크하고, 아래 수식으로 계산되는 상기 변화 율의 기준값(STD) 초과 여부에 따라 사용자의 눈 깜박임 여부를 판단하는 것을 특징으로 하고, 상기 안구전도 측정부는 두 개의 안구전도 감지부를 포함하며, 상기 안구전도 감지부 중 하나는 사용자의 눈 밑 부위에 접촉되고, 다른 하나의 안구전도 감지부는 사용자의 관자놀이 부위에 접촉되는 것을 특징으로 하는 안구 전도를 이용한 졸음방지 장치. (여기서, EP는 눈 깜박임에 의해 나타나는 안구전도파형의 시작부터 끝부분까지의 구간이고, ED 눈 깜박임에 의 해 나타나는 안구전도파형의 시작부터 끝부분까지의 데이터 평균값이고, NED는 눈을 깜박이지 않은 나머지 부분 의 평탄한 안구전도파형의 데이터 평균값이고, SR은 샘플링 정도(Sampling rate)이고, TP는 안구전도의 파워값 을 한 번 계산하는 시간구간(Time Period)을 의미함) 청구항 2 삭제 청구항 3 삭제 청구항 4 제1항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과하는 경우 사용자가 눈을 깜박 인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 5 제1항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값의 기준값 초과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 6 제1항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 절대값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값의 기준값 초과 여부에 따라 사 용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치

3 청구항 7 제1항에 있어서, 상기 사용자가 졸음 상태인 것으로 판단된 경우 더미값을 증가시키고, 상기 사용자가 졸음 상태가 아닌 것으로 판단된 경우 더미값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 8 제7항에 있어서, 상기 더미값이 기설정된 값 이상인 경우 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 9 제8항에 있어서, 소정의 시간이 경과한 경우 상기 더미값을 리셋하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 10 제1항에 있어서, 상기 졸음상태 판단부는 상기 사용자가 졸음 상태인 것으로 기설정된 값 이상 연속 판단한 경우 알람을 출력하 는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 장치. 청구항 11 삭제 청구항 12 삭제 청구항 13 적어도 하나의 스피커를 포함하는 졸음방지 헤드셋에 있어서, 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 및 상기 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 알람을 출력 하는 졸음상태 판단부를 포함하되, 상기 졸음상태 판단부는 상기 안구전도값을 이용하여 사용자의 눈 깜박임 횟수를 측정하고, 소정의 구간동안의 눈 깜박임 횟수가 기준횟수 이상인 경우 졸음 상태로 판단하는데, 상기 안구전도 측정부는 사용자의 관자놀이 밑 소정의 영역에 접촉되는 제1 안구전도 감지부와 사용자의 눈 밑 소정의 영역에 접촉되는 제2 안구전도 감지부로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 졸음상태 판단부는 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율을 체크하고, 아래 수식으로 계산되는 상기 변화 율의 기준값(STD) 초과 여부에 따라 사용자의 눈 깜박임 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용 한 졸음방지 헤드셋

청구항 11 삭제 청구항 12 삭제 청구항 13 적어도 하나의 스피커를 포함하는 졸음방지 헤드셋에 있어서, 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 및 상기 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 알람을 출력 하는 졸음상태 판단부를 포함하되, 상기 졸음상태 판단부는 상기 안구전도값을 이용하여

4 (여기서, EP는 눈 깜박임에 의해 나타나는 안구전도파형의 시작부터 끝부분까지의 구간이고, ED 눈 깜박임에 의 해 나타나는 안구전도파형의 시작부터 끝부분까지의 데이터 평균값이고, NED는 눈을 깜박이지 않은 나머지 부분 의 평탄한 안구전도파형의 데이터 평균값이고, SR은 샘플링 정도(Sampling rate)이고, TP는 안구전도의 파워값 을 한 번 계산하는 시간구간(Time Period)을 의미함) 청구항 14 삭제 청구항 15 13항에 있어서, 상기 안구전도 감지 측정부는 탄성력을 인가하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 졸음방지 헤드셋. 청구항 16 삭제 청구항 17 13항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과하는 경우 사용자가 눈을 깜박 인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 헤드셋. 청구항 18 13항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값의 기준값 초과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 헤드셋. 청구항 19 13항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 절대값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값의 기준값 초과 여부에 따라 사 용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 헤드셋. 명 세 서 발명의 상세한 설명 [0001] 기 술 분 야 본 발명은 안구전도에 기반한 졸음방지 장치 및 헤드셋에 관한 것으로 특히 졸음을 넘어 수면상태에 빠지려고 할 때 졸음이 시작하는 단계에서 졸음을 감지하기 위한 졸음방지 장치 및 헤드셋에 관한 것이다. [0002] 배 경 기 술 졸음이란 잠이 오는 느낌이나 그 상태를 의미하며, 졸음이 발생하는 이유는 매우 다양한 것으로 알려져 있다

청구항 16 삭제 청구항 17 13항에 있어서, 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과하는 경우 사용자가 눈을 깜박 인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 안구전도를 이용한 졸음방지 헤드셋.

5 졸음은 인간의 의지와는 상관없이 집중력 등을 포함하는 다양한 신체 능력을 저하시킨다. [0003] [0004] [0005] 특히, 현대에서는 졸음 운전으로 인한 교통사고와 산업 현장에서의 졸음으로 인한 사고가 해마다 많은 인명과 재산을 앗아가고 있다. 이러한 졸음을 쫓기 위하여 자동차의 창문을 열어 환기를 시키는 등의 방법을 시도해볼 수 있다. 그러나 졸음 상태의 사람이 스스로의 힘으로 졸음을 쫓는 것은 쉽지 않다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 졸음을 미연에 방지하거나 퇴치하기 위한 방법들이 다수 제안되었다. 그 예로, 차량 운전 중 졸음 운전을 방지하기 위해 카메라를 설치하여 눈의 모양을 계속 관찰하는 방법이 공지된 바 있다. 위 졸음방지 시스템은 차량 운전자가 눈을 계속 감고 있는 경우 이를 감지하여 다양한 장치를 동원하 여 운전자의 졸음을 퇴치하도록 한다. 이러한 방법들은 주로 사용자의 눈깜박임을 소정 시간동안 측정한 후 그 횟수보다 눈깜박임 수가 줄어들게 되면 운전자가 졸음 운전을 하고 있는 것으로 판단한다. 그러나 이와 같은 졸음방지 시스템이 눈깜박임의 부존재를 감지하여 경보를 하는 경우 일정 시간 동안 운전자가 졸음에 빠진 다음 졸음을 깨우는 것을 의미한다. 따라서 운전자가 졸음에 빠지기 전 졸음을 깨우는 경보를 해줄 수 있는 장치 또는 시스템의 마련이 시급하다. 발명의 내용 [0006] 해결 하고자하는 과제 따라서 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안구전도 값을 이용하여 사용자의 눈 깜박임 횟수를 측정하고 그 결과에 따라 사용자의 졸음 상태를 판단하여 알람을 출력하는 졸음방지 장치 및 헤드셋의 제공을 그 목적으로 한다. [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] 과제 해결수단 본 발명의 일 측면에 따른 안구전도를 이용한 졸음방지 장치는 알람을 출력하기 위한 출력 인터페이스; 사용자 의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 및 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자 의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 상기 출력 인터페이스로 알람을 출력하는 졸음상태 판단부를 포함한다. 상기 안구전도값을 이용하여 사용자의 눈 깜박임 횟수를 측정하고, 소정의 구간동안의 눈 깜박임 횟수가 기준횟수 이상인 경우 졸음 상태로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율을 체크하고, 상기 변화율의 기준값 초과 여부에 따라 사용자의 눈 깜박임 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과하는 경우 사용자가 눈을 깜박인 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값의 기준값 초 과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 절대값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값의 기 준값 초과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 한편 상기 사용자가 졸음 상태인 것으로 판단된 경우 더미값을 증가시키고, 상기 사용 자가 졸음 상태가 아닌 것으로 판단된 경우 더미값을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우 상기 졸음 상태 판단부는, 상기 더미값이 기설정된 값 이상인 경우 알람을 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더 바람직 하게 소정의 시간이 경과한 경우 상기 더미값을 리셋하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 졸음상태 판단부는 상기 사용자가 졸음 상태인 것으로 기설정된 값 이상 연속 판단한 경우 알람을 출력할 수도 있다. 한편 상기 안구전도 측정부는 두 개의 안구전도 감지부를 포함할 수 있으며, 상기 안구전도 감지부 중 하나는 사용자의 눈 밑 부위에 접촉되고, 다른 하나의 안구전도 감지부는 사용자의 관자놀이 부위에 접촉되는 것을 특 징으로 할 수 있다

위 졸음방지 시스템은 차량 운전자가 눈을 계속 감고 있는 경우 이를 감지하여 다양한 장치를 동원하 여 운전자의 졸음을 퇴치하도록 한다. 이러한 방법들은 주로 사용자의 눈깜박임을 소정 시간동안 측정한 후 그 횟수보다 눈깜박임 수가 줄어들게 되면 운전자가 졸음 운전을 하고 있는 것으로 판단한다.

6 [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] 본 발명의 다른 측면에 따른 졸음방지 헤드셋은 사용자의 안구전도값을 측정하기 위한 안구전도 측정부; 와 상 기 안구전도 측정부가 측정한 안구전도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태를 감지하고, 그에 따라 상기 출력 인 터페이스로 알람을 출력하는 졸음상태 판단부를 포함한다. 상기 안구전도 측정부는 사용자의 관자놀이 밑 소정의 영역에 접촉되는 제1 안구전도 감지부; 와 사용자의 눈 밑 소정의 영역에 접촉되는 제2 안구전도 감지부로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 안구전도 감지 측 정부는 탄성력을 인가하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율을 체크하고, 상기 변화율의 기준값 초과 여부 에 따라 사용자의 눈 깜박임 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과 하는 경우 사용자가 눈을 깜박인 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값의 기준값 초 과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 소정의 구간 동안 안구전도값의 절대값에 대한 평균값을 계산하고, 상기 평균값의 기 준값 초과 여부에 따라 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. [0021] [0022] 효 과 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지 장치 및 헤드셋에 따르면 사용자가 운전 중 등의 경우 보다 편리하고 자신의 졸음 상태를 감지할 수 있으며, 사용자가 졸음 상태에 진입한 경우 알람을 출력하여 주므로 효율적으로 졸음을 방지할 수 있다. 특히, 안구전도에 기반한 졸음방지 헤드셋은 사용자가 손쉽게 착용할 수 있으며, 안구전도 측정부가 소정의 위 치에 계속하여 접촉하는 구조를 가지고 있어 안구전도 측정부의 접촉 불량으로 인한 에러를 줄일 수 있다. [0023] 발명의 실시를 위한 구체적인 내용 이하, 본 발명에 따른 안구전도에 기반한 졸음방지 장치 및 그 헤드셋에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음방지 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 졸음방지 장치(100)는 안구전도 측정부(110), 졸음상태 판단부(120), 출력 인터페이스 (130), 입력 인터페이스(140), 전원부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 사용자는 졸음방지 장치(100)의 안구전도 측정부(110)를 사용자의 신체 소정부위에 부착되도록 착용한다. 이 때 안구전도 측정부(110)는 사용자의 양 귀 밑 부위 중 일측 부위와 사용자의 양 눈 밑 부위 또는 관자놀이 중 일 측 부위에 부착하도록 할 수 있다. 안구전도 측정부(110)에서 측정된 안구전도값은 졸음상태 판단부(120)로 전달된다. 졸음상태 판단부(120)는 전 달된 안구전도값을 이용하여 현재 졸음방지 장치(100)를 착용한 사용자가 졸음 상태에 있는지 판단한다. 안구전 도값을 이용하여 사용자의 졸음 상태 여부를 판단하는 방법에 대하여는 뒤에서 자세히 살펴보기로 한다. 사용자가 정상 상태인 것으로 판단한 경우 졸음상태 판단부(120)는 별도의 동작을 수행하지 않을 수 있다. 그러 나 보다 바람직하게 출력 인터페이스(130)를 통해 측정된 안구전도값을 표시하여 주는 것이 보다 바람직하다. 반면 사용자가 졸음 상태인 것으로 판단된 경우 졸음상태 판단부(120)는 출력 인터페이스(130)가 사용자에게 알 람을 전달하기 위한 음향을 출력하도록 제어한다. 출력 인터페이스(130)는 졸음상태 판단부(120)의 제어에 따라 소정의 음향 데이터 또는 영상 데이터를 출력할 수 있다

소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율을 체크하고, 상기 변화율의 기준값 초과 여부 에 따라 사용자의 눈 깜박임 여부를 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 소정의 구간 동안 안구전도값의 변화율이 기준값을 연속하여 기준횟수 이상 초과 하는 경우 사용자가 눈을 깜박인 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

7 [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 졸음방지 헤드셋의 구성을 나타낸 도면이다. 사용자는 도 2에 도시된 바와 같이 졸음방지 헤드셋(200)을 착용할 수 있다. 특히 졸음방지 헤드셋(200)의 제1 안구전도 감지부(210)는 착용자의 관자놀이 소정의 영역에 접촉하도록 한다. 또한, 졸음방지 헤드셋(200)의 제2 안구전도 감지부(220)는 착용자의 귀 밑의 소정의 영역에 접촉하도록 한다. 졸음방지 헤드셋(200)의 제1, 2 안구전도 감지부(210,220) 사용자의 관자놀이 또는 눈 밑 영역에 접촉이 쉽게 이루어지고 또한 접촉이 계속 유지될 수 있도록 텐션 또는 탄성이 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 사용자가 졸음방지 헤드셋(200)을 착용하면 제1, 2 안구전도 감지부(210, 220)는 스프링과 같은 탄성 부재 등을 통해 사용자의 피부에 접촉된다. 이와 같은 텐션부재 또는 탄성부재 등을 이용하여 제1 안구전도 감지부(210, 220)는 사용자의 관자놀이 또는 눈 밑과 같은 사용자의 피부에 고정적으로 접촉가능하다. 따라서 사용자가 움직 여도 안정적인 안구전도값의 측정이 가능하다. 제1, 2 안구전도 감지부(210, 220)에 측정된 안구전도값은 졸음방지 헤드셋(200)에 포함된 졸음상태 판단부(비 도시)로 전달된다. 졸음상태 판단부(비도시)는 졸음감지 헤드셋(220) 일측에 포함될 수 있으나, 외부로부터의 충격 또는 이물질로부터 보호를 위하여 일정 형상을 가진 바디(230) 내에 포함되는 것이 바람직하다. 한편 졸음방지 헤드셋(200)의 일 측에는 음향정보를 출력하기 위한 스피커가 존재한다. 스피커는 졸음상태 판단 부(비도시)의 제어에 따라 졸음방지 헤드셋(200) 착용자의 졸음을 방지하기 위한 음향 데이터를 출력한다. [0036] [0037] [0038] 이하, 졸음방지 장치(100)의 사용자 졸음 감지 방법에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다. 아래에 설명하는 바와 같이 졸음이 올 때 평소보다 눈을 자주 깜박이는 결론을 얻을 수 있다. 상기 결론을 검증 하기 위해 사람의 정상 상태, 약졸음 상태, 강졸음 상태 등 3가지 상태로 졸릴 때 3가지 경우로 나눠 눈 깜박임 횟수를 1분간 10회씩 12명의 실험자를 통해 측정하였다. 정상 상태는 졸음이 오지 않거나 정신이 맑은 상태를 의미하며, 약졸음 상태는 식후 또는 졸음이 왔다고 느끼는 상태를 의미한다. 강졸음 상태는 취침직전 또는 매우 졸릴 때를 의미한다. 표 1 [0039] [0040] 위의 표 1은 정상 상태, 약졸음 상태, 강졸음 상태에서 실험자들의 1분간 눈 깜박임 횟수의 평균과 그 표준편차 를 보여준다. 표 2 [0041] [0042] [0043] 상기 표 2는 눈을 1번 깜박이는데 걸리는 시간, 1분당 눈을 깜박인 평균횟수, 10초당 눈을 깜박인 평균횟수를 나타낸 표이다. 이상의 표 1, 2를 통해 내릴 수 있는 결론은 사람에 따라 차이는 나타나지만 졸릴수록 눈 깜박임 현상이 빈번해 진다는 것이다. 이러한 결론을 통해 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 다음과 같이 운전자의 졸음 상태 여 - 7 -

사용자가 졸음방지 헤드셋(200)을 착용하면 제1, 2 안구전도 감지부(210, 220)는 스프링과 같은 탄성 부재 등을 통해 사용자의 피부에 접촉된다. 이와 같은 텐션부재 또는 탄성부재 등을 이용하여 제1 안구전도 감지부(210, 220)는 사용자의 관자놀이 또는 눈 밑과 같은 사용자의 피부에 고정적으로 접촉가능하다.

8 부를 결정할 수 있다. [0044] [0045] [0046] 도 3은 사용자가 졸음을 느끼기 시작하는 상태에서의 안구전도파형을 나타낸 도면이다. 표 2를 참조하면 약졸음 상태에서 1분당 깜박임 횟수의 평균은 21.42회이며, 10초당 평균 3.57번의 깜박임을 보 여주었다. 약졸음 상태에서의 눈 깜박임 실험 데이터를 고려하면 도 3에 도시된 바와 같이 10초에 3번 이상을 깜박이는 경우 사용자가 졸음을 느끼기 시작하는 것으로 기준을 설정하였다. 즉, 소정의 구간은 10초에 해당하 는 것이다. 한편, 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 도 3의 안구전도파형을 기준으로 하고, 소정의 구간동안의 안구전 도의 평균값을 계산함으로써 사용자의 졸음을 감지할 수 있다. [0047] [0048] [0049] 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)의 안구전도의 평균값에 대하여 살펴보기로 하자. 졸음방지 장치(100)는 샘플링 주파수를 512Hz로 설정하여 안구 전도파형을 측정한다. 졸음방지 장치(100)는 10 초 동안 수신되는 5120개(512 10초)의 데이터를 얻을 수 있는데, 이들 안구전도값에 대하여 절대값을 취하고 그에 대한 평균을 구하게 된다. 이와 같이 구한 평균이 안구전도의 평균값에 해당한다. 절대값 연산에 의해 (-) 값을 가지는 안구전도값은 모두 (+)값으로 변환된다. 따라서 절대값을 취하지 않을 때 보다 안구전도 평균값이 더욱 큰 의미를 가질 수 있다. 도 4는 도 3에 도시된 안구전도파형의 절대값을 취한 안 구전도파형을 나타낸 도면이다. [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] 위의 표 1, 2 실험결과 등을 통해 사람은 졸음을 느끼지 않을 때 10초의 구간동안 눈을 3번보다 적게 깜박이는 것으로 결론내린 바 있다. 도 5는 10초 동안 눈을 2번 깜박인 안구전도파형의 절대값을 취한 안구전도파형을 나 타낸 도면이다. 즉, 도 5의 안구전도파형은 사용자가 졸음을 느끼지 않는 형태의 안구전도파형을 의미한다. 도 4와 도 5의 안구전도파형을 비교하면 도 4에서의 안구전도 평균값이 도 5에서의 안구전도 평균값보다 더 크 다는 것을 알 수 있다. 졸음을 느낄 때의 눈 깜박임 횟수가 졸음을 느끼지 않을 때의 눈 깜박임 횟수보다 크므 로 안구전도값의 평균값은 더 크게 나타나는 것이다. 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 10초간 눈을 3번 깜박였을 경우를 기준으로 한다. 따라서 10초간 눈을 3 번 깜박였을 때의 안구전도 평균값을 기준값으로 설정한다. 졸음방지 장치(100)는 현재 사용자의 10초간 안구전 도 평균값이 상기 기준값보다 크다면, 상기 사용자가 졸음을 느낀 상태로 판단하는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 빠른 졸음감지를 위하여 10초인 소정의 구간을 변경할 수 있다. 예 를 들어, 10초의 1/3인 3.333초 동안의 데이터, 즉 = 1707개의 데이터의 안구전도 평균값을 이용 하여 사용자의 졸음 상태 여부를 판단할 수도 있다. 이 경우는 3.333초 간 눈을 한번 이상 깜박인 것으로 판단되면 졸음방지 장치(100)가 사용자가 졸음을 느낀 상 태로 판단하는 것이다. 반대로 3.333초 간 눈을 깜박이지 않을 때는 졸음을 느끼지 않았다고 판단하는 것이다. 이하, 3.333초를 졸음을 판단하기 위한 구간으로 설정한 경우에 있어서의 기준값을 살펴보기로 한다. 기준값을 정하기 위해 3가지 변수를 미리 정하여 100초간 20회 실험하고 그 결과를 아래 표에 나타내었다. 표 3 [0057] - 8 -

한편, 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 도 3의 안구전도파형을 기준으로 하고, 소정의 구간동안의 안구전 도의 평균값을 계산함으로써 사용자의 졸음을 감지할 수 있다. [0047] [0048] [0049] 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)의 안구전도의 평균값에 대하여 살펴보기로 하자.

9 [0058] [0059] [0060] 도 6은 기준값을 설정하기 위한 안구전도파형과 EP, ED, NED의 관계를 나타낸 도면이다. 도 6을 살펴보면 알 수 있듯이 눈 깜박임에 의해 나타나는 안구전도파형의 시작부터 끝부분까지의 구간(EP : Eye Period)과 데이터 평균값(ED : Eye Data)을 구하였으며 눈을 깜박이지 않은 나머지 부분(NEP : Not Eye Period)의 평탄한 안구전도파형의 데이터 평균값(NED : Not Eye Data)을 구하였다. 상기 세 가지 변수를 이용하여 기준값(STD)을 구하기 위한 수식은 다음과 같다. 아래 수학식 1은 상기 표 3에 나타난 3가지 변수를 이용하였다. 수학식 1 [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] 위 수학식 (1)에서 분모는 총 3.333초간 눈을 한번 깜박였을 때 받아들인 1707개의 데이터를 의미한다. 512 EP 는 눈을 깜박였을 때 받은 데이터 개수이며, ( EP)는 눈을 깜박이지 않을 때 받은 데이터 개수를 나타 낸다. 512 EP ED는 눈을 깜박인 구간에서의 안구전도값의 합에 해당하며, ( EP) NED 는 눈을 깜박이지 않은 구간에서의 안구전도값의 합에 해당한다. 여기서 (512 EP ED)+( EP) NED 값을 총 데이터의 수인 1707로 나눠 기준값(STD)을 구할 수 있다. 위 수학식 1에 표 3의 데이터를 적용하면 기준값은 가 된다. 결국, 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 3.333초 동안의 안구전도 평균값이 이상인 경우, 사용자가 졸음 상태에 진입한 것으로 판단하는 것이다. 수학식 2 위 수학식 2는 수학식1을 일반화한 것이다. 여기서 SR은 샘플링 정도(Sampling rate)이고, TP는 안구전도의 파 워값을 한 번 계산하는 시간구간(Time Period)을 의미한다. SR 및 TP는 실험환경에 따라 가변적일 수 있다. [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] 도 7은 본 발명에 따른 졸음방지 장치가 졸음을 감지하는 패턴을 나타낸 도면이다. 이상에서 3.333초 동안의 안구전도 평균값이 기준값 이상인 경우 졸음방지 장치(100)는 사용자가 졸음 상태에 진입한 것으로 판단한다. 그러나 졸음방지 장치(100)는 3.333초 동안 기준 값을 한 번 넘었다고 해서 알람을 출 력하지는 않는 것이 보다 바람직하다. 눈에 이물질이 들어가는 등 사용자가 졸음을 느끼지 않은 상태에서 눈을 자주 깜박이는 경우도 충분히 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 알람을 출력하기 위한 패턴을 마련할 수 있다. 구체적으로, 졸음방지 장치(100)는 더미값(pile)을 두어 졸음을 느꼈다고 판단이 되는 경우 더미값(pile)을 1 증가한다. 반대로 졸음을 느끼지 않으면 더미값(pile)을 1 감소시키게 된다. 즉, 졸음방지 장치(100)는 하나의 3.333초 구간동안의 평균값이 기준값을 초과하는 경우 더미값(pile)을 1 증가시킨다. 또한, 하나의 3.333초 구 간동안 평균값이 기준값을 초과하지 않는 경우 더미값(pile)을 1 감소시키는 것이다. 그 후 더미값이 3 이상인 경우 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 안구전도 측정 장치(200)의 착용자에게 알 람을 출력한다. 도 7에서 " " 구간은 사용자가 졸음을 느꼈다고 판단된 구간을 의미하며, " "구간은 사용자가 졸음이 오지 않 은 것으로 판단된 구간을 나타낸다. 하나의 " "구간과 " "구간은 본 발명에 따른 실시예에서 3.333초의 시간 구간을 의미한다. 예를 들어, 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 연속해서 3번 3.333초 동안 기준 값을 초과한 경우, 즉 연속해서 3-9 -

상기 세 가지 변수를 이용하여 기준값(STD)을 구하기 위한 수식은 다음과 같다. 아래 수학식 1은 상기 표 3에 나타난 3가지 변수를 이용하였다. 수학식 1 [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] 위 수학식 (1)에서 분모는 총 3.333초간 눈을 한번 깜박였을 때 받아들인 1707개의 데이터를 의미한다.

10 번 " "인 경우 더미값(Pile)이 3이 된다. 따라서 졸음방지 장치(100)는 사용자에게 알람을 출력하도록 제어한 다. [0073] [0074] 또한 도 7의 (B)와 같이 두 번 연속하여 기준 값을 초과하면 더미값(pile)이 2가 된다. 그 후 측정된 평균값이 기준값을 초과하지 않는 경우 더미값(Pile)이 1감소되어 1이 된다. 그 후 착용자의 안구전도 평균값이 두 번 연 속 기준값을 초과한 경우 더미값이 2 증가되어 결국 3이 된다. 따라서 졸음방지 장치(100)는 착용자에게 알람을 출력하도록 제어한다. 즉, 졸음방지 장치(100)는 " "와 같은 패턴을 감지한 경우 작업자에게 알람을 출력할 수 있다. 물론, 당업자는 알람을 출력하기 위한 더미값을 얼마든지 변경할 수 있다. 또한, 당업자는 측정된 평균값이 기 준값을 초과한 경우가 기준횟수 이상인 경우 알람을 출력할 수도 있을 것이다. 또한, 더미값 또는 측정된 평균 값이 기준값을 초과한 횟수를 일정 시간 마다 리셋(reset) 또는 초기화함으로써 착용자의 졸음 상태 감지 오류 를 줄일 수도 있을 것이다. [0075] 한편, 본 발명에 따른 졸음방지 장치는 파형의 기울기를 이용하여 사용자의 졸음을 감지할 수도 있다. 이하, 도 8 내지 도 9에서 파형의 기울기를 이용하여 졸음을 감지하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. [0076] [0077] [0078] [0079] [0080] [0081] 도 8은 본 발명에 따른 졸음방지 장치가 측정하는 안구전도파형을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이 안구전도파형은 눈을 감았을 때 (-) 기울기를 가지며, 눈을 다시 뜰 때 (+) 기울기를 가진다. (-) 기울기 이후 (+) 기울기가 연속적으로 나타날 때 눈 깜빡임을 의미한다. 이러한 특징을 이용하여 (+) 기울기가 나타나는 횟수로 눈 깜박임 횟수를 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 안구전도파형의 (+) 기울기를 검출하기 위해 변화율을 누적하는 방법을 이용할 수 있다. 여기서 변화율이란 현 안구전도값(데이터)에서 이전 안구전도값(데이터)을 뺀 값을 의미한다. 눈을 깜박이지 않을 때의 변화율은 0에 가까울 것이다. 반면 눈을 감았다 뜨는 경우 기울기가 (+)로 나타나며 변화율은 (+)값이 된다. 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 변화율을 누적해 일정값 이상의 (+) 수치가 나타나면 (+) 기울기를 감지 한 것으로 판단하고, 사용자의 눈이 한 번 깜박인 것으로 판단하게 된다. 파형의 (+) 기울기를 통해 눈 깜박임 횟수를 검출하기 위해서는 마찬가지로 기준값이 필요하다. 졸음이 오지 않 을 때 100초간 4회 실험을 하여 아래 표 4와 같이 (+) 기울기의 시간에 대판 평균과 변화율 누적에 대한 평균을 구하였다. 표 4 [0082] [0083] [0084] 눈을 한 번 감았다 떴을 때 걸리는 (+) 기울기 시간은 약 0.18초이고 변화율 누적은 약 185.7이다. 0.18초 동안 변화율을 고려하는 경우, 0.18초 동안 눈이 감기고 떠질 수 있다. 이 경우 눈이 감겨지는 구간은 (-) 기울기를 가지며 눈이 떠지는 구간은 (+) 기울기를 가진다. 따라서 (-) 기울기에 따른 변화량과 (+) 기울 기에 따른 변화량이 더해져 획득되는 변화량이 적어진다. 이러한 이유로 0.18초 동안의 변화율을 고려하는 경우 대부분 기준값인 185.7보다 낮게 측정되어 (+) 기울기 검 출은 잘 되지 않을 것이다. 결국 눈 깜박임 횟수를 측정하기 위하여 도 9의 방법을 이용하는 것이 바람직하다. [0085] [0086] 도 9는 도 8의 안구전도파형을 세분하게 구분한 안구전도파형을 나타낸 도면이다. 도 9의 실시예에서는 보다 정확하게 (+) 기울기를 검출하기 위해 (+) 기울기가 되는 구간을 5로 나누었다. 5개

또한, 당업자는 측정된 평균값이 기 준값을 초과한 경우가 기준횟수 이상인 경우 알람을 출력할 수도 있을 것이다. 또한, 더미값 또는 측정된 평균 값이 기준값을 초과한 횟수를 일정 시간 마다 리셋(reset) 또는 초기화함으로써 착용자의 졸음 상태 감지 오류 를 줄일 수도 있을 것이다.

11 로 나누어진 구간 각각의 시간, 즉 하나의 " "구간의 시간은 / 5 = 0.037초가 된다. [0087] [0088] [0089] [0090] [0091] [0092] 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 상기 0.037초, 즉 하나의 " " 구간마다 변화율을 누적한다. 이 때 변화 율의 기준값 또한 (+) 기울기가 되는 총 구간의 평균으로 설정한다. 즉, 표 4를 참조하면 / 5 = 가 하나의 " "구간동안의 기준값이 된다. 졸음방지 장치(100)는 하나의 " "구간 동안의 변화율이 기준값인 37.14(185.7 / 5)를 초과하는 경우 (+) 기울 기를 검출한 것으로 판단하고, 이에 따라 사용자가 눈을 한 번 깜박인 것으로 간주할 수 있다. 보다 정확성을 위해 졸음방지 장치(100)는 3번의 연속 " "구간에서 변화율이 기준값인 37.14를 초과하는 경우 (+) 기울기를 검출한 것으로 판단하고, 이에 따라 사용자가 눈을 한 번 깜박인 것으로 간주할 수도 있다. 결국 본 발명에 따른 졸음방지 장치(100)는 (+) 기울기 검출을 짧게 여러 번 나눠서 눈을 언제 깜박이든지 (+) 기울기를 정확하게 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 파형의 기울기를 이용한 졸음감지의 장점은 노이즈와 같은 오실레이터 파형에 의한 에러가 무시되고 오로지 눈 깜박임에 해당되는 (+) 기울기만 검출할 수 있다는 것이다. 이와 같이 세분화된 파형의 기울기를 통해 눈 깜박임 횟수를 측정할 수 있으며 본 발명에 따른 졸음방지 장치 (100)는 소정의 구간 동안의 눈 깜박임 횟수를 이용하여 사용자의 졸음 상태 진입 여부를 판단할 수 있다. 물론, 도 7에서 설명한 졸음감지 패턴을 이용할 수도 있다. [0093] [0094] [0095] 도 10은 본 발명에 따른 졸음판단 구간을 3.333초 또는 6초로 설정할 수 있음을 나타낸 도면이다. 이상의 예에서 졸음판단 구간을 3.333초로 정하였다. 따라서 졸음방지 장치(100)는 3.333초에 1번 눈을 깜박였 을 때 사용자가 졸음을 느낀다고 판단하도록 하였다. 하지만, 도 10의 (A)에서 살펴볼 수 있듯이 3.333초 동안 눈 깜박임 횟수를 감지하는 경우 변화율이 누적되다 첫 졸음판단 기간과 다음 졸음판단 기간 사이에 (+) 기울기 가 나타나는 경우 변화율 누적이 끊어질 수 있다. 따라서 도 10의 (B)와 같이 졸음판단 구간을 6초마다 감지하는 방안을 적용하여 보았다. 6초마다 눈 깜박임 횟 수를 감지하고 2회 이상 발생하는 경우 졸음 1회로 간주하는 방법도 적용이 가능하다. [0096] 이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형 이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다. [0097] [0098] [0099] [0100] [0101] [0102] [0103] [0104] [0105] [0106] [0107] 도면의 간단한 설명 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 졸음방지 시스템의 구성을 나타낸 도면. 도 2는 사용자가 도 1에 도시된 안구전도 측정장치를 착용한 모습을 나타낸 도면. 도 3은 사용자가 졸음을 느끼기 시작하는 상태에서의 안구전도파형을 나타낸 도면. 도 4는 도 3에 도시된 안구전도파형의 절대값을 취한 안구전도파형을 나타낸 도면. 도 5는 10초 동안 눈을 2번 깜박인 안구전도파형의 절대값을 취한 안구전도파형을 나타낸 도면. 도 6은 기준값을 설정하기 위한 안구전도파형과 EP, ED, NED의 관계를 나타낸 도면. 도 7은 본 발명에 따른 졸음방지 장치가 졸음을 감지하는 패턴을 나타낸 도면. 도 8은 본 발명에 따른 졸음방지 장치가 측정하는 안구전도파형을 나타낸 도면. 도 9는 도 8의 안구전도파형을 세분하게 구분한 안구전도파형을 나타낸 도면. 도 10은 본 발명에 따른 졸음판단 구간을 3.333초 또는 6초로 설정할 수 있음을 나타낸 도면. <도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

7 / 5)를 초과하는 경우 (+) 기울 기를 검출한 것으로 판단하고, 이에 따라 사용자가 눈을 한 번 깜박인 것으로 간주할 수 있다. 보다 정확성을 위해 졸음방지 장치(100)는 3번의 연속 " "구간에서 변화율이 기준값인 37.14를 초과하는 경우 (+) 기울기를 검출한 것으로 판단하고, 이에 따라 사용자가 눈을 한 번 깜박인 것으로 간주할 수도 있다.

12 [0108] [0109] [0110] [0111] [0112] [0113] [0114] [0115] [0116] [0117] 100 : 졸음방지 장치 110 : 안구전도 측정부 120 : 졸음상태 판단부 130 : 출력 인터페이스 140 : 입력 인터페이스 150 : 전원부 200 : 졸음방지 헤드셋 210 : 제1 안구전도 감지부 220 : 제2 안구전도 감지부 230 : 바디 도면 도면1-12 -

13 도면2 도면3-13 -

14 도면4 도면5-14 -

15 도면6 도면7-15 -

16 도면8 도면9-16 -

17 도면

특허청구의 범위 청구항 1 복수개의 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 서로 결합하여 연속화시키는 구조로서, 삽입공이 형성되어 있고 상기 삽입공 내면에는 나사부가 형성되어 있는 너트형 고정부재(10)가, 상기 프리캐스 트 콘크리트 부재(1) 내에 내장되도록 배치되는 내부

특허청구의 범위 청구항 1 복수개의 프리캐스트 콘크리트 부재(1)를 서로 결합하여 연속화시키는 구조로서, 삽입공이 형성되어 있고 상기 삽입공 내면에는 나사부가 형성되어 있는 너트형 고정부재(10)가, 상기 프리캐스 트 콘크리트 부재(1) 내에 내장되도록 배치되는 내부 (19) 대한민국특허청(KR) (12) 등록특허공보(B1) (51) 국제특허분류(Int. Cl.) E01D 19/12 (2006.01) E01D 2/00 (2006.01) E01D 21/00 (2006.01) (21) 출원번호 10-2011-0036938 (22) 출원일자 2011년04월20일 심사청구일자 2011년04월20일 (65) 공개번호 10-2012-0119156