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KR20100063651A - 차량 운전자의 생체신호 측정장치 - Google Patents

차량 운전자의 생체신호 측정장치 Download PDF

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KR20100063651A
KR20100063651A KR1020090111260A KR20090111260A KR20100063651A KR 20100063651 A KR20100063651 A KR 20100063651A KR 1020090111260 A KR1020090111260 A KR 1020090111260A KR 20090111260 A KR20090111260 A KR 20090111260A KR 20100063651 A KR20100063651 A KR 20100063651A
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KR
South Korea
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signal
driver
conductive cloth
vehicle
cloth electrode
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020090111260A
Other languages
English (en)
Inventor
박선희
김승환
이인범
신승철
장용원
송윤선
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to US12/629,341 priority Critical patent/US20100137702A1/en
Publication of KR20100063651A publication Critical patent/KR20100063651A/ko
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Abstract

본 발명은 차량 운전자의 생체신호 측정장치에 관한 것으로, 차량 내의 대상물체에 도포되어 운전자의 신체와 접촉하여 운전자의 생체 전류를 감지하는 도전성 천전극; 및 상기 생체 전류에 상응하는 전기 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하여 구성된다.
생체신호, 심전도 신호, 도전성 천전극, 차량, 휠 프레임

Description

차량 운전자의 생체신호 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING PHYSIOLOGICAL SIGNAL OF VEHICLES DRIVER}
본 발명은 차량 운전자의 생체신호 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량내 운전자의 손이 닿는 부분에 도전성 천전극 센서를 도포함으로써, 차량 운전자의 손이 접촉하는 동안 차량 운전자가 의식하지 못한 상태에서 운전자의 생체신호를 측정할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제 관리번호: 2006-S-007-03, 과제명: 유비쿼터스 건강관리용 모듈 시스템].
일반적으로, 운전중 운전자의 심장 상태를 모니터링 하는 것은 운전자의 건강 상태를 장기적으로 관찰하고자 하는 홈 헬스 케어(home health care)의 관점에서뿐만 아니라 안전 운전을 능동적으로 유도할 수 있다는 점에서 큰 의미를 갖는다.
최근, 차량 운전자의 생체신호를 측정하는 기술에 대한 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있는데, 차량 운전자의 생체신호 측정은, 운전자의 건강 상태를 운전자를 직접 자각 혹은 방해하지 않으면서 운전자가 의식하지 못하는 상태에서 측정할 수 있는 것이 바람직하고, 이러한 방향으로 연구 및 개발이 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 과제 해결을 위해서, 차량내 운전자의 손이 닿는 부분에 도전성 천전극을 도포하여 운전자의 손과 천전극과의 접촉을 원활하게 하며, 운전자의 접촉감을 좋게 하여, 차량 운전자의 손이 접촉하고 있는 동안 차량 운전자가 의식하지 못한 상태에서 운전자의 생체신호를 측정할 수 있도록 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의한 차량 운전자의 생체신호 측정장치는, 차량 내의 대상물체에 도포되어 운전자의 신체와 접촉하여 운전자의 생체 전류를 감지하는 도전성 천전극; 및 상기 생체 전류에 상응하는 전기 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 의한 차량 운전대는, 운전자의 왼손과 접촉하기 위한 제1 도전성 천전극과, 상기 제1 도전성 천전극과는 전기적으로 분리되며 운전자의 오른손과 접촉하기 위한 제2 도전성 천전극이 도포된 차량 운전대로서, 상기 제1 도전성 천전극과 상기 제2 도전성 천전극을 통해 운전자의 생체 전류를 감지하여 상기 생체 전류에 상응하는 운전자의 생체 전기 신호를 생성하는 신호 생성부를 구비한다.
본 발명에 의하면, 도전성 천전극이 차량의 휠 프레임에 도포되는 경우 운전자의 손과 천전극과의 접촉을 원활해지며, 운전자의 접촉감을 좋게 하여, 차량 운전자가 운전대를 잡고 있는 동안 차량 운전자가 의식하지 못한 상태에서 운전자의 생체신호를 측정할 수 있으므로, 운전에 방해하지 않으면서 운전자의 생체신호를 측정할 수 있는 효과가 있다.
즉, 전기 전도가 가능한 천(conductive fabric)을 소재로 이루어진 천전극 센서를 사용함으로써, 휠 프레임의 넓은 부위에 천전극의 도포를 가능하게 하여 운전자의 손과 도전성 천전극 사이의 접촉을 원활하게 하고, 운전자의 촉감을 좋게 한다. 또한, 기존의 와이어 대신 도전성 천전극의 일부를 전기적 신호를 전달하기 위한 연결부로 사용함으로써 제작 및 구성을 단순하게 할 수 있다.
또한, 엔진의 회전수(RPM)에 따라 적응필터(Adaptive filter)로 구간억제 필터를 구현함으로써, 측정된 생체신호에 존재하는 외부 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 차량 운전자의 생체신호 측정장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치의 도전성 천전극 및 신호 생성부의 구성도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 생체신호 측정장치는 도전성 천전극(210) 및 신호 생성부(220)를 포함할 수 있다.
상기 도전성 천전극(210)은, 휠 프레임에 도포되어 운전자의 신체와 접촉하여 운전자의 생체 전류를 감지하기 위한 것으로, 휠 프레임(110)의 좌측 손잡이 부분에 설치되어 운전자의 왼손과 접촉하기 위한 제1 도전성 천전극(211)과, 상기 제1 도전성 천전극(211)과는 전기적으로 분리되고 휠 프레임(110)의 우측 손잡이 부분에 설치되어 운전자의 오른손과 접촉하기 위한 제2 도전성 천전극(212)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전성 천전극(211, 212) 각각은, 상기 휠 프레임(110)에 도포되어 외부에 노출되어 운전자의 손과 접촉되는 접촉부(210A)와, 상기 접촉부(210A)와 연결되고 상기 휠 프레임(110)에 도포된 포장재(115)와 상기 휠 프레임(110) 사이에 형성되어 상기 신호 생성부(220)에 전기적으로 연결된 연결부 (210B)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극(210) 과 신호 생성부(220) 사이의 연결은 와이어를 사용하지 않고, 상기 도전성 천전극(210)의 접촉부(210A)로부터 연장된 연결부(210B)를 이용할 수 있다.
도 1에서는, 상기 신호 생성부(220)의 위치를 명확히 도시하지 않았으나 상기 운전대 중앙부(120)에 상기 신호 생성부(220)가 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 제1 및 제2 천전극(211, 212)은 운전대(100)의 휠 프레임(110)의 양쪽에 서로 전기적으로 분리된 상태로 충분히 넓은 영역에 걸쳐 도포되어, 차량 운전자의 양손의 위치가 변하더라도 운전자의 생체신호를 측정할 수 있도록 한다. 즉, 차량 운전자가 운전대(100)의 휠 프레임(110) 양쪽을 잡으면, 운전자의 양손이 상기 휠 프레임(100)의 양쪽에 도포된 천전극(210)과 접촉하게 되고, 이에 따라, 상기 신호 생성부(220)에서 운전자의 생체 전류에 상응하는 전기 신호를 생성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도전성 천전극(210)이 운전대의 휠 프레임에 도포되는 것으로 설명하였으나, 도전성 천전극(210)이 도포될 수 있는 대상이 휠 프레임으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 차량의 기어 스틱, 운전석 옆의 창틀 또는 팔걸이 등과 같이 차량 내에서 운전자의 손이 닿아 일정 시간 이상 유지될 수 있는 부분이면 어디든지 도전성 천전극(210)이 도포될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치를 이용하여 차량 운전자의 심전도를 측정하는 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 차량 운전자의 심전도 측정장치는, 차 량의 운전대(100)의 휠 프레임(110)에 도포되어 운전자의 생체 전류를 감지하는 도전성 천전극(210) 및 상기 도전성 천전극(210)을 통해 감지한 운전자의 생체 전류에 상응하는 심전도 신호를 생성하는 신호 생성부(220)를 포함하는 천전극 센서(200)와, 상기 천전극 센서(200)로부터 수신한 심전도 신호를 처리하는 심전도 프로세서(300)를 포함할 수 있다.
이때, 본 실시형태의 차량 운전자의 심전도 측정장치는, 전원부(50)를 포함하며, 상기 전원부(50)는 차량의 전원(차량 배터리)이나 별도의 전원을 이용할 수 있으며, 제공되는 전원을 필요한 전압으로 조정하여 공급할 수 있다.
상기 심전도 프로세서(300)는, 상기 천전극 센서(210)로부터의 심전도 신호를 증폭하는 증폭부(310)와, 상기 증폭부(310)로부터의 심전도 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부(320)와, 상기 필터부(320)로부터의 심전도 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(330)와, 상기 A/D 변환부(330)로부터의 디지털 심전도 신호를 분석하는 분석부(350)를 포함할 수 있다.
상기 증폭부(310)는 상기 신호 생성부(220)로부터의 심전도 신호를 증폭한다. 예를 들어, 상기 천전극 센서(210)의 제1 및 제2 도전성 천전극(211,212)을 통해 측정된 대략 1mV 크기의 심전도 신호는 상기 증폭부(310)에 의해 기설정된 증폭도(예를 들어 증폭도 = 1000배)로 차동 증폭되어 상기 필터부(320)로 출력된다.
상기 필터부(320)는 상기 증폭부(310)로부터의 심전도 신호에 포함된 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 심전도 신호를 상기 A/D 변환부(330)에 출력한다. 여기 서, 상기 필터부(320)는, 예를 들어, 상기 심전도 신호 중 0.01Hz 내지 100Hz의 주파수 대역폭에 해당되는 심전도 신호를 통과시키고, 그 외의 주파수 대역의 잡음을 제거할 수 있다.
상기 A/D 변환부(330)는, 상기 필터부(320)로부터의 심전도 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 분석부(350)로 출력한다. 즉, 상기 A/D 변환부(330)는 상기 필터부(320)를 통과한 아날로그 심전도 신호를 이진화하여 디지털 심전도 신호(예를 들어 12bit, 200Hz)로 변환하여 출력할 수 있다.
그리고, 상기 분석부(350)는, 상기 A/D 변환부(330)로부터의 디지털 심전도 신호를 분석하여 차량 운전자의 심전도를 분석한다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극과 휠 프레임의 포장재의 전개도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극(210)은 전술한 바와같이 접촉부(210A)와 연결부(210B)를 포함한다. 본 발명의 도전성 천전극(210)이 상기 휠 프레임(110)에 도포되고, 상기 도전성 천전극(210)상에 상기 포장재(115)가 도포되는 경우, 상기 도전성 천전극(210)이 운전자의 손과 접촉할 수 있도록 도전성 천전극(210)을 외부로 노출시키기 위해서, 상기 포장재(115)는 일정 영역 개방된 오픈부(115A)를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 휠 프레임(110) 중 도전성 천전극으로 도포되지 않은 부분은 휠 프레임(110)에 사용되는 가죽 소재의 포장재(115)로 도포될 수 있으며, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 도전성 천전극(210)의 일부 역시 상기 포장재(115)에 의해 덮혀져서 노출되지 않으므로 운전자에게 보이지 않게 된다.
예를 들어, 상기 포장재(115)는 가운데가 뚫려 있는 오픈부(115A)를 포함하며, 상기 포장재(115)와 도전성 천전극(210)을 서로 겹쳐 도포하는 경우 도 4의 포장재(115)의 점선은 도전성 천전극(210)의 가장자리를 표시한다.
게다가, 상기 도전성 천전극(210)은, 서로 조직된 섬유들에 도전성을 부여하는 방법으로 다양하게 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치에 사용되는 도전성 천전극의 제1 섬유 및 제2 섬유의 조직도이다.
도 5를 참조하면, 상기 도전성 천전극(210)은, 일반 직물과 전기 전도성을 가지는 전도성 직물을 이용하여 직조될 수 있다.
예를 들어, 상기 도전성 천전극(210)을 직조하는 방법으로는, 필라멘트 (Filament)나 스테이플(Staple) 구조의 폴리에스테르(Polyester) 원사와 피부에 트러블을 일으키지 않으며 전기 전도도가 좋은 은과 같은 금속을 코팅한 섬유를 트리코트(Tricot)나 니트(Knit), 또는 편직 방법으로 직조하여 적당한 탄력성이 유지되도록 제작하는 방법 등의 다양한 방법들이 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극과 휠 프레임간 충전재가 삽입된 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 생체신호 측정장치는, 운전자가 상기 도전성 천전극에 접촉하는 경우 접촉감을 향상시키기 위해, 상기 휠 프레임(110)과 상기 도전성 천전극(210) 사이에 삽입되어, 상기 도전성 천전극(210)과 운전자의 손과의 접촉을 원활하게 하는 탄력성의 충전재(230)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 탄력성 있는 충전재(230)를 사용하면, 운전대(100)의 휠 프레임 (110)과 이를 잡고 있는 운전자의 손바닥 부분과의 접촉을 원활하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 심전도 프로세서에 적응필터부가 추가된 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 실시형태에 따른 심전도 프로세서는, A/D 변환부(330)와 분석부(350) 사이에 적응 필터부(340)를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 적응 필터부(340)는, 상기 A/D 변환부(330)로부터의 디지털 심전도 신호에서 배경잡음(v)을 제거할 수 있다.
도 8은 상기 도 7에 개시된 적응 필터부의 구체적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 상기 적응 필터부(340)는, 회전수 잡음 생성부(341), 적응필터(342) 및 감산기(343)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 회전수 잡음 생성부(341)는 차량의 엔진 회전수에 대응하는 회전수 잡음신호(r)를 생성하여 상기 적응필터(342)에 출력할 수 있다.
상기 적응필터(342)는 상기 A/D 변환부(330)로부터의 디지털 심전도 신호에 포함된 배경잡음을 줄이기 위해, 상기 회전수 잡음 생성부(341)로부터의 회전수 잡음신호(r)에 의해 가상 배경잡음(v)을 생성하여 상기 감산기(343)에 출력할 수 있다. 그리고, 상기 감산기(343)는 상기 A/D 변환부(330)로부터의 디지털 심전도 신호에서 상기 적응필터(342)로부터의 가상 배경잡음을 감산한다. 이러한 과정을 통해서, 상기 심전도 신호에 포함된 배경잡음이 제거될 수 있다.
즉, 상기 심전도 신호에는 차량에 의해 생성된 배경잡음(v)이 섞여 있다. 이때 배경잡음(v)은 주로 엔진의 회전수에 따라 생기는 진동과 전기적인 잡음으로 엔진 회전수(RPM)와 같은 주파수 특성을 갖는다. 예를 들어 3000rpm으로 엔진이 회전할 경우, 50Hz의 배경잡음이 심전도 신호에 섞여 들어오게 된다. 이러한 엔진의 회전수는 차량으로부터 제공받을 수 있으며 그렇지 못할 경우 측정된 심전도 신호를 주파수 분석하여 알아낼 수 있다. 일단 엔진 회전수(RPM)가 주어졌을 때 배경 잡음(v)에 적응 필터부(340)를 이용하여 배경잡음을 제거할 수 있다.
여기서, 상기 적응 필터부(340)는, 통과 대역이 고정된 구간억제필터(Band Stop Filter)를 사용하는 대신, 심전도 신호에 포함된 배경잡음의 제거 정도에 따라서 가상 배경잡음의 크기를 조절하는 적응필터로 구현됨으로써, 가변적으로 변하는 엔진 회전에 따른 배경 잡음을 효율적으로 제거할 수 있다.
이에 따라, 상기 분석부(350)로 입력되는 이진화된 심전도(ECG) 신호는 상기 적응필터부(340)를 통하면서 신호의 질이 향상될 수 있다.
예를 들어, 3000rpm으로 엔진이 구동되고 있다면, 3000/60 = 50Hz의 사인파인 회전수 잡음을 회전수 잡음 생성부(341)가 발생시킨 후, 이를 적응 필터(342)를 거쳐 측정된 심전도 신호에 섞여 있는 배경잡음(v)에 해당되는 가상 배경잡음(rmhatv)을 구현한다. 이후, 상기 감산기(343)는 심전도 신호에서 배경잡음을 감산하여, 배경잡음이 제거된 심전도 신호가 출력된다. 심전도 신호에서 배경잡음을 최소화하도록 적응 필터(342)가 갱신될 수 있다.
여기서, 엔진 회전수의 변화에 빠르게 적응하기 위하여, 최소 평균 자승법(Least Mean Square, LMS) 대신에, 회기 최소 자승법(Recursive Least Square, RLS)을 사용하여 적응 필터를 갱신할 수 있다.
한편, RLS(Recursive Least Square)방법을 이용한 잡음 제거 알고리즘의 한 실시예를 설명하면, 도 6 및 도 7에서, 본 발명의 적응필터(342)는 FIR 필터로 설계되는 경우에, 본 발명의 적응필터부(340)에서 출력되는
Figure 112009070673668-PAT00001
을 최소화하기 위한 목적함수를 '
Figure 112009070673668-PAT00002
'라고 정의하면, 이를 최소화시키는 적응필터(342)의 가중치를 갱신시키는 방법은 다음 단계와 같다.
스텝1: 상기 A/D 변환부(330)로부터의 신호(s(n))와, 기설정된 이전 가중치(w(n-1))와, 상기 회전수 잡음 생성부(341)로부터의 회전수 잡음신호(r)를 이용하여, 배경잡음이 제거된 심전도 신호(
Figure 112009070673668-PAT00003
)를 하기 수학식 1과 같이 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00004
스텝2: 초기 단위행렬(R(n))의 역행렬과 상기 회전수 잡음신호(r)를 이용하여 하기 수학식 2와 같이 게인 벡터(
Figure 112009070673668-PAT00005
Figure 112009070673668-PAT00006
)를 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00007
스텝3: 이전의 단위행렬(R(n-1)의 역행렬(IR(n-1))과 상기 회전수 잡음신호(r)를 이용하여 하기 수학식 3과 같이 IR(n)(
Figure 112009070673668-PAT00008
)을 다시 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00009
스텝4: 적용필터의 이전 가중치(
Figure 112009070673668-PAT00010
)를 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00011
스텝5: 상기 가중치(
Figure 112009070673668-PAT00012
)을 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00013
스텝6: 상기 A/D 변환부(330)로부터의 신호(s(n))와 상기 가상 배경잡음(r mhatv)을 이용하여 하기 수학식6과 같이 배경잡음이 제거된 심전도 신호(RMHAT{ECG}(n)를 계산한다.
Figure 112009070673668-PAT00014
스텝7: 다음 데이터가 들어오면 상기 스텝1로 반복한다.
여기서,
Figure 112009070673668-PAT00015
는 상기 회전수 잡음 생성부(341)에서 출력되는 회전수 잡음의 벡터이고,
Figure 112009070673668-PAT00016
는 적응필터(342)의 게인의 벡터이고,
Figure 112009070673668-PAT00017
는 상기 적응필터(342)의 가중 계수의 벡터이며,
Figure 112009070673668-PAT00018
에서 T는 전치행렬(Transpose)을 의미한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치의 프로세서에서 전송부가 추가된 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 차량 운전자의 생체신호 측정장치에서 프로세서는 전송부(400)를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 전송부(400)는 프로세서의 분석부(350)에 의한 생체신호의 분석 정보를 외부장치에 전 달할 수 있다.
여기서, 외부장치는 네비게이터 등의 외부 표시장치가 될 수 있으며, 예를 들어, 상기 전송부(400)에 네비게이터가 접속되면, 본 발명에 의해 측정된 운전자의 생체 신호가 네비케이터를 통해서 화면 출력될 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 운전 중에 운전자가 의식하지 못하고 있는 동안에, 운전자의 생체 신호를 측정하고 분석하여 그 결과를 출력할 수 있다. 즉, 생체신호 측정장치로부터 출력된 분석 결과는 차량에 장착된 화면표시장치 혹은 네비게이션 시스템에 출력하여, 이를 운전자에게 알릴 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전도가 가능한 천(conductive fabric)을 소재로 한 천전극 센서를 사용함으로써 휠 프레임의 넓은 부위에 센서의 도포를 가능하게 하여 운전자의 손과 천전극 센서 사이의 접촉을 원활하게 하고, 사용자의 촉감을 좋게 한 차량 운전자의 생체신호 측정장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치에서 천전극 및 신호 생성부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태에 따른 차량 운전자의 생체신호 측정장치를 이용한 심전도 측정장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극 및 휠 프레임의 포장재의 전개도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극의 제1 섬유 및 제2 섬유의 조직도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 도전성 천전극과 휠 프레임간 충전재가 삽입된 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 적응필터부 추가된 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에 사용되는 적응필터부의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 생체신호 측정장치에서 전송부가 추가된 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 운전대 110 : 휠 프레임
200 : 천전극 센서 210 : 도전성 천전극
211 : 제1 도전성 천전극 212 : 제2 도전성 천전극
210A : 접촉부 210B : 연결부
220 : 신호 생성부 230 : 충전재
300 : 심전도 프로세서 310 : 증폭부
320 : 필터부 330 : A/D 변환부
340 : 적응 필터부 341 : 회전수 잡음 생성부
342 : 적응필터 343 : 감산기
350 : 분석부 400 : 전송부

Claims (20)

  1. 차량 내의 대상물체에 도포되어 운전자의 신체와 접촉하여 운전자의 생체 전류를 감지하는 도전성 천전극; 및
    상기 생체 전류에 상응하는 전기 신호를 생성하는 신호 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 천전극은, 차량 운전대의 휠 프레임, 기어 스틱, 운전석 옆의 팔걸이 및 운전석 옆의 창틀 중 어느 하나 이상에 도포되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  3. 제1항 있어서, 상기 도전성 천전극은,
    운전자의 왼손과 접촉하기 위한 제1 도전성 천전극; 및
    상기 제1 도전성 천전극과는 전기적으로 분리되며, 운전자의 오른손과 접촉하기 위한 제2 도전성 천전극
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전성 천전극 각각은,
    외부로 노출되어 운전자의 손과 접촉되는 접촉부; 및
    상기 접촉부와 연결되고, 상기 대상물체에 도포된 포장재와 상기 대상물체 사이에 형성되어, 상기 신호 생성부와 전기적으로 연결된 연결부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 천전극은, 일반 직물과 전기 전도성을 가지는 전도성 직물을 이용하여 직조되는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대상물체와 상기 도전성 천전극 사이에 삽입되어, 상기 도전성 천전극과 운전자의 손과의 접촉을 원활하게 하는 탄력성의 충전재
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 생성부에서 생성된 전기 신호를 처리하는 프로세서
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호 생성부는 상기 생체 전류에 상응하는 운전자의 심전도 신호를 생성하며,
    상기 프로세서는 상기 심전도 신호를 처리하는 심전도 프로세서인 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 심전도 프로세서는,
    상기 신호 생성부로부터의 심전도 신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부로부터의 심전도 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부;
    상기 필터부로부터 심전도 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호를 분석하는 분석부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 심전도 프로세서는,
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에서 배경잡음을 제거하는 적응 필터부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적응 필터부는,
    차량의 엔진 회전수에 대응하는 회전수 잡음신호를 생성하는 회전수 잡음 생성부;
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에 포함된 배경잡음을 줄이기 위해, 상기 회전수 잡음 생성부로부터의 회전수 잡음신호를 이용하여 가상 배경잡음을 생성하는 적응필터; 및
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에서 상기 적응필터로부터의 가상 배경잡음을 감산하는 감산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서에 의한 생체신호의 분석정보를 외부장치로 전송하기 위한 전송부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전자의 생체신호 측정장치.
  13. 운전자의 왼손과 접촉하기 위한 제1 도전성 천전극과, 상기 제1 도전성 천전극과는 전기적으로 분리되며 운전자의 오른손과 접촉하기 위한 제2 도전성 천전극이 도포된 차량 운전대로서,
    상기 제1 도전성 천전극과 상기 제2 도전성 천전극을 통해 운전자의 생체 전류를 감지하여 상기 생체 전류에 상응하는 운전자의 생체 전기 신호를 생성하는 신호 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도전성 천전극 각각은,
    외부로 노출되어 운전자의 손과 접촉되는 접촉부; 및
    상기 접촉부와 연결되고, 상기 차량 운전대의 휠 프레임에 도포된 포장재와 상기 차량 운전대의 휠 프레임 사이에 형성되어, 상기 신호 생성부와 전기적으로 연결된 연결부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 천전극은, 일반 직물과 전기 전도성을 가지는 전도 성 직물을 이용하여 직조되는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 차량 운전대의 휠 프레임과 상기 도전성 천전극 사이에 삽입되어, 상기 도전성 천전극과 운전자의 손과의 접촉을 원활하게 하는 탄력성의 충전재
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 신호 생성부는 상기 생체 전류에 상응하는 운전자의 심전도 신호를 생성하며,
    상기 심전도 신호를 처리하는 심전도 프로세서
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  18. 제17항에 있어서, 상기 심전도 프로세서는,
    상기 신호 생성부로부터의 심전도 신호를 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭부로부터의 심전도 신호에 포함된 잡음을 제거하는 필터부;
    상기 필터부로부터 심전도 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 및
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호를 분석하는 분석부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  19. 제18항에 있어서, 상기 심전도 프로세서는,
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에서 배경잡음을 제거하는 적응 필터부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적응 필터부는,
    차량의 엔진 회전수에 대응하는 회전수 잡음신호를 생성하는 회전수 잡음 생성부;
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에 포함된 배경잡음을 줄이기 위해, 상기 회전수 잡음 생성부로부터의 회전수 잡음신호를 이용하여 가상 배경잡음을 생성하는 적응필터; 및
    상기 A/D 변환부로부터의 디지털 심전도 신호에서 상기 적응필터로부터의 가상 배경잡음을 감산하는 감산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 운전대.
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