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실시간 지능형 운전자 건강 및 주의 모니터링 시스템
Real-time Intelligent Health and Attention Monitoring System for Car Driver 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.14 no.5, 2010년, pp.1303 - 1310  

신흥섭 (부경대학교 대학원 전자공학과) ,  정상중 (부경대학교 대학원 전자공학과) ,  서용수 (동서대학교 전자공학과) ,  정완영 (부경대학교 전자공학과)

초록
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최근 운전자의 건강상태 모니터링 및 졸음운전 방지를 위한 자동차용 부품관련 센서개발 및 시스템 연구들이 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 이러한 운전자의 건강 상태 및 졸음운전을 점검하기 위해 체스트벨트 심전도 (ECG)와 손목착용형 산소포화도 (SpO2) 센서를 제작하여 생체신호를 측정하였으며, 측정된 심전도, 산소 포화도, 그리고 심장박동수 신호는 무선센서네트워크를 통해 수집, 전송 및 모니터링 등의 처리를 가능하게 하여 운전자에게 안전운행을 위한 정보를 제공하도록 하였다. 원격지인 서버 PC와 연결된 베이스스테이션으로 수집된 심전도와 용적맥파 신호에서 HRV (Heart Rate Variability, 심박변이도) 신호를 검출하였으며, 검출된 HRV 신호를 시간 영역과 주파수 영역에서의 해석을 통하여 운전자의 스트레스 지수 및 졸음 상태의 실시간 모니터링 및 졸음상태의 운전자에게 주의를 제공하기 위하여 알람을 제공하는 형태의 지능형 모니터링 시스템을 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, researches related with automative mechanism have been widely studied to increase the driver's safety by continuously monitoring the driver's health condition to prevent driver's drowsiness. This paper describes the design of wearable chest belt for ECG and reflectance pulse oximetry for S...

주제어

#졸음운전   #스트레스 지수   #지능형 모니터링 시스템  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • HRV 신호를 검출하였다. 검출된 HRV 신호를 시간 및 주파수 영 역에서 의 해석을 통해 스트레스 지 수 및자율신경에 대한 임상적인 판단이 가능하도록 하였다. 또한, 운전자의 졸음 판단을 위해 시간 영 역에서의 해석을 통한 심 박 분포도 (HR Distribution)로 나타내 어 관찰하고자 하였다.
  • 검출된 HRV 신호를 시간 및 주파수 영 역에서 의 해석을 통해 스트레스 지 수 및자율신경에 대한 임상적인 판단이 가능하도록 하였다. 또한, 운전자의 졸음 판단을 위해 시간 영 역에서의 해석을 통한 심 박 분포도 (HR Distribution)로 나타내 어 관찰하고자 하였다. 실험은 본 논문의 2명의 저자를 대상으로 이루어졌으며, 정상 상태와 졸음 상태를 주 .
  • 본 논문에서는 생체신호 측정을 위해 웨어 러블 센서를 이용하여 운전자의 건강 상태와 졸음 상태를 모니 터링을 할 수 있는 시스템을 제안하였다. 특히, 심전도 측정을 위한 체스트 벨트와 손목 착용형 산소포화도 센서를 제작하여 측정하였으며, 측정된 심 전도, 산소포화도, 그리고 심장박동수를 수집, 전송, 생체신호 분석 및 모니터링 등의 처리를 통해 운전자에게 건강상태와 졸음운전 시 운전자에게 주의를 제공하기 위한 지능형 모니터링 시스템을 구현하였다.
  • 본 논문에서는 유비쿼터스 헬스케어 응용분야인 운전자 건강 및 주의 모니터링 시스템을 위해 체스트벨트와 손목착용형 산소포화도 센서를 제작 및 설계하여 실제 측정 및 모니터링이 실시되었다. 측정된 이생체데 이 터 는 자동차 내부에 구축된 무선 센서 네트워 크 환경을 통해 실시간 모니터링을 가능하게 하여 운전자의 스트레스 및 졸음에 대한 정보를 제공하였다.
  • H/V 신호는 박동과 박동사이의 변화 추이를 정량화한 것으로, HRV 신호를 이용하여 스트레스를 분석하는 방법에는 그림 4와같이 주파수 영역에서 스펙트럼의 크기와 분포를 관찰하는 분석방법과 시간 영역에서 피크치 간격의 분산과평균등을 이용하여 분석하는 방법이 있다. 본 논문에서는HIW 신호를 시간 및 주파수 영역에서의 분석을 통해운전자의 건강상태 및 졸음 상태를 판단할 수 있도록 구현하였다.
  • 자동차 내에 구축된 무선센서 네트워크 환경에 의해운전자로부터 측정된 심전도와 용적맥파 신호에서 HEW 신호를 검출하고자 한다. HJW 신호는 측정 이 용이하고 교감신경과 부교감신경의 영향을 받기 때문에 많은 정신신체질환과 스트레스성 질환에 관여하는 자율신경 계의 정량적 지표로서 사용된다.
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참고문헌 (8)

  1. L.M. Bergasa, J. Nuevo, M.A. Sotelo, R. Barea, M.E. Lopez, "Real-Time System for Monitoring Driver Vigilance", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol 7, no. 1, pp. 63-77, March 2006. 

    상세보기 crossref

  2. Xun Yu, "Real-time Nonintrusive Detection of Driver Drowsiness", Intelligent Transportation Systems Institute, CTS Project #2008017, May 2009. 

  3. I. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubra maniam and E. Cayirci, "A Survey on Sensor Networks", IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 8, 2002. 

  4. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology, "Heart rate variability: Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use", Circulation, vol. 93, pp. 1043-1065, 1996. 

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  5. Young-Dong Lee, Sang-Joong Jung, Yong-Su Seo, Wan-Young Chung, "Measurement of Motion Activity during Ambulatory Using Pulse Oximeter and Triaxial Accelerometer", Third International Conference on Convergence and Hybrid Information Technology, vol 1, pp. 436-441, 11-13 Nov, 2008. 

  6. Philip Levis, Sam Madden, David Gay, Joseph Polastre, Robert Szewczyk, Jason Hill, Kamin Whitehouse, Alec Woo, Matt Welsh, Eric Brewer and David Culler, TinyOS: An Operating System for Sensor Networks, Ambient Intelligence. W. Weber, J. Rabaey, and E.Aarts (Eds.), Springer-Verlag, 2004. 

  7. 정상중, 이훈재, 정완영, "무선센서네트워크 기반의 가속도 맥파를 이용한 유비쿼터스 헬스케어 모니터링 시스템", 한국해양정보통신학회논문지, 제13권, 제4호, pp. 813-820, 2009. 

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  8. Ziev B. Moses, Linda J. Luecken, and James C . Eason, "Measuring Task-related Changes in Heart Rate Variability", Proceedings of the 29th Annual International Conference of the IEEE EMBS Cite lnternationale, pp. 644-647, August 23-26, 2007. 

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