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KR20210031559A - 자율주행 차량용 제세동 시스템 - Google Patents

자율주행 차량용 제세동 시스템 Download PDF

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Publication number
KR20210031559A
KR20210031559A KR1020190112551A KR20190112551A KR20210031559A KR 20210031559 A KR20210031559 A KR 20210031559A KR 1020190112551 A KR1020190112551 A KR 1020190112551A KR 20190112551 A KR20190112551 A KR 20190112551A KR 20210031559 A KR20210031559 A KR 20210031559A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seat
passenger
autonomous vehicle
defibrillation
defibrillation system
Prior art date
Application number
KR1020190112551A
Other languages
English (en)
Inventor
이백희
곽민혁
이종훈
박현규
이요섭
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190112551A priority Critical patent/KR20210031559A/ko
Priority to US17/008,945 priority patent/US11504540B2/en
Publication of KR20210031559A publication Critical patent/KR20210031559A/ko

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Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 주행 중 시트에 착석한 승객의 심정지 여부를 감지하여 급작스런 심정지가 발생한 것으로 판정되면, 시트를 구동시켜서 승객을 똑바로 누운 상태로 만들어준 다음, 시트 주변에 설치된 제세동 로봇이 승객의 상의를 커팅한 후 CPR 또는 AED 방법을 수행할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량의 주행 중 예기치 않은 사망 사고 및 2차 사고가 발생하는 것을 용이하게 예방할 수 있도록 한 자율주행 차량용 제세동 시스템을 제공하고자 한 것이다.

Description

자율주행 차량용 제세동 시스템{DEFIBRILLATION SYSTEM FOR SELF-DRIVING CAR}
본 발명은 자율주행 차량용 제세동 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자율주행 차량 내에서 시트에 착석한 탑승객의 심정지 발생시 자동으로 제세동이 이루어질 수 있도록 한 자율주행 차량용 제세동 시스템에 관한 것이다.
향후 출시될 자율주행 차량은 출발지로부터 미리 지정된 목적지까지 운전자및 탑승객의 개입 없이 차량 상태 및 주변 환경 등을 인식하며 완전하게 자동으로 주행할 수 있도록 한 차량을 말한다.
이러한 자율주행 차량은 어떠한 운전 조작도 필요 없기 때문에 원하는 목적지만 입력하면 고령의 노약자, 장애인, 심신 미약자 등도 자율주행 차량에 혼자서 탑승할 수 있다.
그러나, 자율주행 차량에 고령의 노약자나 심신 미약자가 혼자 탑승하는 경우 급작스런 심정지가 발생할 소지가 있으므로, 향후 출시될 자율주행 차량에는 고령의 노약자나 심신 미약자 등을 위한 별도의 제세동 장치가 탑재되어야 한다.
대개, 제세동 방법은 심폐소생술(Cardio-Pulmonary Resuscitation, CPR) 방법과 자동제세동기(Automated External Defibrillator, AED)를 이용하는 방법이 있다.
잘 알려진 바와 같이, 상기 CPR 방법은 심장, 폐의 기능이 정지되어 인공적으로 심장과 폐의 기능을 대신하는 방법으로서, 심박(Heart) 및 호흡(Breathing) 상태를 확인한 후 수십 회의 가슴압박 및 수회의 인공호흡 등을 반복하는 방법을 말하고, 상기 AED를 이용하는 방법은 심장 부근에 AED 패드를 부착하면 환자의 심장 리듬 분석과 함께 필요 시 심장에 전기 충격을 주는 과정이 자동으로 진행되어 심장 기능을 회복시키는 방법을 말한다.
따라서, 향후 출시될 자율주행 차량에는 CPR 또는 AED 방법, CPR 및 AED 방법을 수행할 수 있는 제세동 장치의 탑재가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자율주행 차량의 주행 중 시트에 착석한 승객의 심정지 여부를 감지하여 급작스런 심정지가 발생한 것으로 판정되면, 시트를 구동시켜서 승객을 똑바로 누운 상태로 만들어준 다음, 시트 주변에 설치된 제세동 로봇이 승객의 상의를 커팅한 후 CPR 또는 AED 방법을 수행할 수 있도록 함으로써, 자율주행 차량의 주행 중 예기치 않은 사망 사고 및 2차 사고가 발생하는 것을 용이하게 예방할 수 있도록 한 자율주행 차량용 제세동 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 자율주행 차량의 시트에 시트벨트를 착용한 상태로 착석한 승객의 심정지 발생 여부를 검출하는 심정지 검출기; 상기 시트에 착석한 승객의 착석 자세를 검출하는 승객 자세 검출 장치; 상기 승객의 심정지가 발생되면, 상기 승객 자세 검출 장치의 검출 신호를 기반으로 승객의 자세를 똑바로 누운 자세로 만들어주는 시트 구동장치; 상기 시트 주변에 장착되어 똑바로 누운 승객의 심장 위치를 서치하는 심장 위치 검출기; 상기 시트 주변에 장착되어 똑바로 누운 승객의 심장에 대하여 CPR 또는 AED 방법을 수행하는 제세동 로봇; 및 상기 심정지 검출기 및 승객 자세 검출 장치의 검출 신호를 기반으로 상기 시트 구동장치를 비롯하여 심장 위치 검출기 및 제세동 로봇의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템을 제공한다.
상기 심정지 검출기는: 자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어, 승객의 심박수를 측정하는 심박 감지 레이더와, 시트의 시트백 내부에 장착되어 승객의 심박수를 측정하는 심전도 센서와, 시트의 시트백 소정 위치에 장착되어 적외선 심박센서 중 선택된 하나 또는 둘 이상으로 채택된 것임을 특징으로 한다.
상기 승객 자세 검출 장치는: 시트의 시트백 및 시트쿠션에 내장되는 복수의 체압센서; 자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어, 승객의 착석 자세를 검출하는 모션감지 카메라; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 시트 구동장치는: 시트의 시트백 및 시트쿠션 내부에서 좌우 대칭을 이루는 위치에 팽창 및 수축 가능하게 장착되는 복수의 에어셀; 시트쿠션의 전단부 높이를 조절하는 하이트 조절 장치; 시트백 및 시트쿠션의 볼스터를 회전시키는 볼스터 구동 장치; 및 시트백의 후단부와 시트쿠션의 하단부 사이에 장착되어 시트쿠션의 경사각을 조절하는 전동식 리클라이너; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하이트 조절 장치는 상기 시트쿠션의 전단부 저면과 시트레일 간에 연결되어 시트쿠션의 전단부를 승강시키는 제1공압 또는 유압 실린더로 채택된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 볼스터 구동 장치는: 시트백 및 시트쿠션 내부의 시트 프레임과 힌지 연결되며 볼스터의 내부에 회전 가능하게 위치하는 볼스터 프레임; 시트 프레임과 볼스터 프레임 간에 연결되어 볼스터 프레임을 회전시키는 제2공압 또는 유압실린더; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 심장 위치 검출기는 자율주행 차량의 천정면 소정 위치에 장착되어 시트에 착석한 승객의 상체부를 촬영하는 X-레이 카메라로 채택된 것임을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 시트의 표면에는 X-레이 차폐 커버가 커버링된 것을 특징으로 한다.
상기 제세동 로봇은: 3개 이상의 암이 볼 조인트로 연결된 다관절 암; 다관절 암의 자유단에 회전 가능하게 장착되는 헤드; 헤드의 일단부에 장착되는 CPR 압박패드; 및 헤드의 둘레부에 분리 가능하게 부착되는 AED 패드; 를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드의 타단부에는 승객의 상의를 커팅하여 제거하기 위한 커터가 장착된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커터의 끝단부에는 터치 센서 및 로드셀이 부착된 탄성 롤러가 회전 가능하게 장착된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제세동 로봇은 시트 주변의 플로어 패널, 시트 위쪽의 천정면, 프론트 시트 주변의 전석 콘솔, 리어 시트 주변의 후석 콘솔, 시트백 측면부 중 어느 하나의 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 시트에 착석한 승객이 착용하는 시트벨트는 승객의 심정지시 제어부의 신호에 의하여 당김 작동하는 파워 시트벨트로 채택되는 것을 특징으로 한다.
상기 시트의 헤드레스트 일측부에는 승객의 날숨을 감지하는 이산화탄소 감지 센서가 장착된 것을 특징으로 한다.
상기 시트의 헤드레스트 타측부에는 승객의 입 및 코쪽으로 산소를 분사하는 산소공급 노즐이 장착된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 시트의 시트백 내부에는 산소공급 노즐로 산소를 공급하기 위한 산소통이 내장된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 자율주행 차량의 시트에 착석한 승객의 급작스런 심정지가 발생하면, 시트를 구동시켜서 승객을 똑바로 누운 상태로 만들어준 다음, 시트 주변에 설치된 제세동 로봇이 승객의 상의를 커팅한 후 CPR 방법 또는 AED를 이용한 방법을 수행할 수 있도록 함으로써, 탑승객의 예기치 않은 사망 사고 및 2차 사고가 발생하는 것을 용이하게 예방할 수 있다.
둘째, 자율주행 차량에 고령의 노약자, 장애인, 심신 미약자 등이 혼자서 탑승하더라도, 심정지 발생시 CPR 방법 또는 AED를 이용한 방법과 같은 제세동 과정이 자동으로 이루어질 수 있으므로, 자율주행 차량의 안전성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성을 도시한 개략도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 시트 구조를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 시트가 심정지 탑승객을 똑바로 눕히기 위하여 작동하는 상태를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성 중 제세동 로봇을 도시한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성 중 제세동 로봇의 작동 상태를 도시한 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성 중 산소 공급기를 도시한 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성 중 레이더 센서의 심박 감지 파형을 도시한 파형도,
도 9는 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성 중 제세동 로봇에 의하여 AED 또는 CPR를 수행하는 구분 예를 도시한 도표,
도 10은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템을 도시한 제어 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템의 구성을 도시한 개략도이고, 도 10은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 제세동 시스템을 도시한 제어 구성도로서, 도면부호 10은 심정지 검출기를 지시한다.
상기 심정지 검출기(10)는 자율주행 차량의 시트에 착석하여 시트벨트를 착용한 상태에서 승객의 심정지 발생 여부를 검출한다.
향후 출시될 자율주행 차량은 원하는 목적지만 입력하면 어떠한 운전 조작도 필요 없이 목적까지 자동으로 주행하기 때문에 고령의 노약자, 장애인, 심신 미약자 등도 자율주행 차량에 혼자서 탑승할 수 있지만, 그 심신 상태를 감안하면 급작스런 심정지가 발생할 소지가 높다.
이에, 고령의 노약자, 장애인, 심신 미약자 등의 승객이 자율주행 차량에 탑승하여 시트에 착석할 때, 심정지 발생에 따른 제세동을 위하여 미리 외투를 벗고 착석하라는 메시지 알람 및 시트 벨트를 착용하라는 알람이 스피커를 통해 출력되도록 한다.
바람직하게는, 상기 심정지 검출기(10)는 자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어 승객의 심박수를 측정하는 심박 감지 레이더와, 시트의 시트백 내부에 장착되어 승객의 심박수를 측정하는 심전도 센서와, 시트의 시트백 소정 위치에 장착되어 적외선 심박센서 중 선택된 하나 또는 둘 이상으로 채택되어, 승객의 심정지 여부를 검출하게 된다.
좀 더 상세하게는, 상기 심정지 검출기(10) 중 자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되는 심박 감지 레이더(11)는 승객과의 비접촉 상태에서 승객의 심장 및 폐의 움직임을 이용하여 심박 상태(부정맥, 심실세동, 심실빈맥 등)를 모니터링하고, 정상 또는 비정상 심박 파형을 제어부에 출력한다.
예를 들어, 상기 심박 감지 레이더(11)는 도 8에 도시된 바와 같이 정상 심박 상태에서는 정상 파형을 출력하고, 심정지를 초래하는 비정상 심박 상태에서는 심실빈맥 파형 또는 심실세동 파형을 출력하게 된다.
따라서, 상기 심박 감지 레이더(11)에서 심실빈맥 파형 또는 심실세동 파형을 제어부(100)에서 수신하면 심정지 상태로 판정하게 된다.
이때, 승객의 심정지 상태를 보다 명확하게 확인하기 위하여 상기 시트에 착석한 승객의 착석 자세를 승객 자세 검출 장치에서 더 검출하고, 그 검출 결과를 제어부(100)에 전송한다.
상기 승객 자세 검출 장치는 시트(20)의 시트백(22) 및 시트쿠션(24)에 내장되는 복수의 체압센서(26)와, 자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어 승객의 착석 자세를 검출하는 모션감지 카메라(28)로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 체압센서(26)는 시트백(22)과 시트쿠션(24)의 좌우 대칭 위치에 내장되고, 상기 모션감지 카메라(28)는 승객이 착석한 시트 위쪽의 실내 천정면에 장착된다.
대개, 시트에 착석한 승객이 시트벨트를 착용한 상태에서 심정지가 발생하면, 실신한 상태가 되면서 상체가 앞으로 숙여지면서 전신이 일측으로 쏠리게 된다.
이에, 상기 체압센서(26)에서 감지된 승객의 체압과 상기 모션감지 카메라(28)에서 검출된 승객의 착석 자세 신호(영상 신호)를 제어부(100)에서 수신하여, 승객의 좌우 체압이 불균형 상태이고, 승객의 착석 자세가 앞으로 숙여지면서 일측으로 쏠리는 자세이면 심정지 상태로 판정할 수 있다.
결국, 상기 제어부(100)에서 상기 심박 감지 레이더(11)로부터 심실빈맥 파형 또는 심실세동 파형을 수신하고, 이와 함께 상기 체압센서(26)로부터 수신된 체압신호가 좌우 불균형 상태이면서 상기 모션감지 카메라(28)로부터 수신된 영상 신호를 통해 승객의 착석 자세가 앞으로 숙여지면서 일측으로 쏠린 자세로 확인되면, 심정지 상태로 판정하게 된다.
이와 같이, 승객의 심정지가 발생된 것으로 확인되면, 우선 상기 제어부(100)에서 승객의 자세가 더 이상 숙여지거나 쏠리는 것을 방지하기 위하여 승객이 착용하고 있는 공지의 파워 시트벨트(30)에 작동 신호를 인가한다.
참고로, 상기 파워 시트벨트(30)는 제어부의 신호에 의하여 시트벨트를 감아서 저장하고 있는 리트렉터의 드럼을 모터 구동력을 이용하여 시트벨트의 당김 방향으로 회전시킴으로써, 시트벨트가 당겨지도록 한 일정의 시트벨트 당김 장치를 말한다.
이에, 상기 파워 시트벨트(30)의 당김 작동에 의하여 승객의 자세가 더 숙여지거나 쏠리는 것을 방지할 수 있다.
연이어, 상기 제어부(100)에서 승객의 자세를 제세동을 용이하게 실시하기 위한 자세로 만들어주기 위하여 시트 구동장치(200)에 구동 신호를 인가한다.
상기 시트 구동장치(200)는 승객의 심정지가 발생되면, 시트에 착석한 승객의 자세를 제세동을 용이하게 실시하기 위하여 똑바로 누운 자세로 만들어주기 위한 것으로서, 상기 제어부(100)의 구동 신호에 의하여 작동하는 복수의 에어셀(210)과, 하이트 조절 장치(220)와, 볼스터 구동 장치(230)와, 전동식 리클라이너(240) 등을 포함하여 구성된다.
우선적으로, 상기 제어부(100)는 상기 전동식 리클라이너(240)를 구동시켜 시트백(22)이 최대한 뒤로 눕혀지는 리클라이닝 작동이 이루어지도록 함으로써, 앞으로 숙여져 있던 승객의 상체가 뒤로 젖혀지면서 승객의 누운 자세가 구현된다.
이와 함께, 승객의 누운 자세를 구현하기 위하여 상기 하이트 조절 장치(220)에 의하여 시트백(22)의 전단부가 승강하는 작동이 이루어지도록 한다.
이를 위해, 상기 하이트 조절 장치(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 시트쿠션(24)의 전단부 저면과 시트레일 간에 연결되어 시트쿠션(24)의 전단부를 승강시키는 제1공압 또는 유압 실린더(222)로 채택될 수 있다.
따라서, 상기 전동식 리클라이너(240)의 구동에 의하여 시트백(22)이 최대한 뒤로 눕혀지면서 앞으로 숙여져 있던 승객의 상체가 뒤로 젖혀지고, 동시에 상기 하이트 조절 장치(220)의 제1공압 또는 유압 실린더(222)의 피스톤 상승 구동에 의하여 시트쿠션(24)의 전단부가 상승하여 승객의 허벅지 부분을 들어올려 줌으로써, 심정지 상태에 있는 승객의 누운 자세가 용이하게 구현될 수 있다.
이렇게 상기 전동식 리클라이너(240)의 리클라이닝 구동 및 상기 하이트 조절 장치(220)의 구동에 의하여 승객의 누운 자세가 구현되더라도, 승객의 신체가 일측으로 쏠려 있게 되므로, 제세동을 위하여 똑바로 누운 자세가 되도록 해야 한다.
상기 제세동을 위하여 승객의 똑바로 누운 자세가 구현되도록 상기 에어셀(210)의 팽창 및 수축 작동과 상기 볼스터 구동 장치(230)의 구동에 의한 볼스터 팽창 및 수축 작동이 이루어지도록 한다.
상기 복수의 에어셀(210)은 시트(20)의 시트백(22) 및 시트쿠션(24) 내부에서 좌우 대칭을 이루는 위치에 팽창 및 수축 가능하게 장착된다.
좀 더 상세하게는, 상기 에어셀(210)은 도 2에 도시된 바와 같이, 시트 커버 안쪽에 배치되는 체압센서(26)와 폼패드(25)를 사이에 두고 배치되어, 제어부(100)의 구동 신호에 의하여 구동되는 에어공급수단(예를 들어, 에어펌프)으로부터 에어를 공급받아 팽창하게 된다.
바람직하게는, 심정지 상태의 승객 신체가 한쪽으로 쏠리면, 쏠리는 쪽의 신체 부위와 접촉하는 한쪽의 체압센서(26)의 체압 감지값은 높게 감지되고, 신체와 거의 접촉되지 않는 반대쪽의 체압센서(26)의 체압 감지값은 낮게 감지되는 바, 이러한 체압 차이를 감안하여 상기 제어부(100)에서 체압을 높게 감지하는 체압센서(26) 뒤쪽의 에어셀(210)을 팽창시키고, 반면 체압을 낮게 감지하는 체압센서(26) 뒤쪽의 에어셀(210)은 공기를 빼내어 수축시키게 된다.
이에, 상기 에어셀(210)의 팽창에 의하여 한쪽으로 쏠린 신체 부위가 들리게 됨으로써, 도 4에서 보듯이 승객의 비스듬하게 누운 자세가 똑바로 누운 자세로 교정될 수 있다.
이와 더불어, 승객이 신체가 한쪽으로 쏠리면서 비스듬하게 누워 있는 경우, 시트백 또는 시트쿠션의 어느 한쪽 볼스터(체압이 크게 감지되는 쪽)에 신체 일부가 밀착될 수 있으므로, 상기 제어부(100)에서 체압이 크게 감지되는 쪽의 볼스터(27)가 팽창되도록 상기 볼스터 구동 장치(230)에 구동신호를 인가한다.
상기 볼스터 구동 장치(230)는 도 3에 도시된 바와 같이, 시트백 및 시트쿠션 내부의 시트 프레임(232)과 힌지 연결되며 볼스터(27)의 내부에 회전 가능하게 위치하는 볼스터 프레임(231), 그리고 시트 프레임(232)과 볼스터 프레임(231) 간에 연결되어 볼스터 프레임(231)을 밀거나 당기면서 회전시키는 제2공압 또는 유압실린더(233)을 포함하여 구성된다.
이에, 상기 제어부(100)의 제어 신호에 의하여 제2공압 또는 유압실린더(233)의 피스톤이 전진하면 볼스터 프레임(231)이 안쪽방향으로 회전하는 동시에 체압이 크게 감지되는 쪽의 볼스터(27)도 동일 방향으로 회전하면서 승객의 신체를 밀어주게 됨으로써, 비스듬하게 누워 있던 승객의 자세가 똑바로 누운 자세로 용이하게 전환될 수 있다.
이와 같이, 상기 에어셀(210)의 팽창 및 수축 작동과 상기 볼스터 구동 장치(230)에 의한 볼스터(27)의 회전 작동에 의하여 도 4에서 보듯이 비스듬하게 누워 있던 승객의 자세가 제세동을 용이하게 실시하기 위한 똑바로 누운 자세로 용이하게 교정되며 전환될 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(100)에서 승객의 자세가 모션감지 카메라로부터 수신되는 영상 신호를 기반으로 똑바로 누운 자세로 확인되고, 체압센서들의 체압이 일정 범위 내로 고르게 측정되는 것으로 확인되면, 심장 제세동을 실시하기 위한 사전 절차로서 심장 위치 검출기(40)에 대하여 심장 위치를 서치하라는 명령 신호를 내린다.
바람직하게는, 상기 심장 위치 검출기(40)는 자율주행 차량의 천정면 소정 위치에 장착되어 시트에 착석한 승객의 상체부를 촬영하는 X-레이 카메라(41)로 채택될 수 있다.
이때, 상기 X-레이 카메라(41)에서 심장 주변의 뼈 등을 촬영할 때, 시트 내부의 프레임 구조물도 함께 촬영될 수 있으므로, 상기 시트(20)의 표면에는 X-레이 차폐 커버(미도시됨)가 별도로 커버링되도록 한다.
이에, 상기 X-레이 카메라(41)에서 승객의 심장 주변 갈비뼈를 촬영하는 동시에 갈비뼈를 중심으로 일정 거리 떨어진 심장 위치 및 좌표 정보를 제어부(100)에 전송하게 된다.
이어서, 상기 제어부(100)에서 심장 위치 및 좌표 정보를 제세동 로봇(300)에 전송하면서 제세동을 실시하라는 명령 신호를 내리게 된다.
상기 제세동 로봇(300)은 시트에 착석한 상태에서 똑바로 누운 승객의 심장에 대하여 CPR 또는 AED 방법을 수행하기 위한 것으로서, 시트 주변의 플로어 패널, 시트 위쪽의 천정면, 프론트 시트 주변의 전석 콘솔, 리어 시트 주변의 후석 콘솔, 시트백 측면부 중 어느 하나의 위치에 설치될 수 있다.
특히, 상기 제세동 로봇(300)은 도 5에 도시된 바와 같이, 3개 이상의 암이 볼 조인트(312)로 연결된 다관절 암(310)과, 다관절 암(310)의 자유단에 회전 가능하게 장착되는 헤드(320)와, 헤드(320)의 일단부에 장착되는 고무 재질의 CPR 압박패드(330)와, 헤드(320)의 둘레부에 분리 가능하게 부착되는 한 쌍의 AED 패드(340)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 헤드(320)의 타단부에는 승객의 심장에 대한 CPR을 수행하거나 승객의 심장 주변 피부에 AED 패드(340)를 부착하기 위하여 상의를 커팅하여 제거하기 위한 커터(322)가 장착된다.
바람직하게는, 상기 커터(322)에 의하여 피부 손상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 상기 커터(322)의 끝단부(피부에 닿는 부분)에는 터치 센서(324) 및 로드셀(326)이 부착된 탄성 롤러(328)가 회전 가능하게 장착된다.
이에, 상기 제어부(100)의 제세동 실시 명령 신호를 제세동 로봇(300)에 수신하면, 먼저 제세동 로봇(300)의 다관절 암(310)이 승객의 심장 위치로 이동된 후, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 헤드(320)가 회전하여 커터(322)의 끝단부에 장착된 탄성 롤러(328)가 피부에 접촉되도록 한 다음, 다관절 암(310)의 직선 운동에 의하여 커터(322)가 승객이 입고 있는 상의를 커팅하여 탈의시킨다.
이때, 상기 커터(322)의 끝단부에 장착된 탄성 롤러(328)가 피부에 닿을 때, 상기 터치 센서(324)에서 피부 접촉을 감지하는 동시에 로드셀(326)에서 피부 접촉 압력을 기준 압력 범위로 감지하여 제어부(100)에 전송하면, 제어부(100)에서 제세동 로봇(300)에 대하여 헤드(320)의 하강 동작을 정지시키는 명령을 내리게 됨으로써, 커터(322)가 피부에 직접 접촉되지 않게 되어 커터(322)에 의한 피부 손상을 방지할 수 있다.
연이어, 상기 제어부(100)에서 제세동 로봇(300)에 대하여 헤드(320)의 직선 작동 명령을 내리게 됨으로써, 헤드(320)가 직선 운동하는 동시에 커터(322)가 상의 및 단추 등을 커팅하여 제거하게 됨으로써, 심장 및 그 주변의 피부가 외부로 노출되는 상태가 된다.
다음으로, 상기 제어부(100)에서 제세동 방법 중 CPR 방법을 수행할 것인지, AED를 이용한 방법을 수행할 것인지를 결정한다.
도 9를 참조하면, 상기 제어부(100)에서 심박 감지 레이더(11)로부터 수신된 승객의 심박 상태 정보를 기반으로, 승객의 심박 상태가 AED 가능 리듬에 해당하는 심실세동, 심실빈맥 상태로 확인되면 제세동 방법을 AED를 이용한 방법으로 결정하고, 반면 심장 무수축 또는 무맥박으로 확인되면 CPR 방법으로 결정한다.
이어서, 상기 제어부(100)에서 제세동 방법을 AED를 이용한 방법으로 결정하면, 상기 제세동 로봇(300)에 대하여 AED를 이용한 방법을 수행하라는 명령 신호를 내리게 된다.
참고로, 상기 AED를 이용한 방법은 일정의 전기 패드인 한 쌍의 AED 패드를 각각 환자의 오른쪽 빗장뼈 아래 위치 및 왼쪽 젖꼭지 옆 겨드랑이 근방 위치에 각각 부착한 후, AED 패드를 통해 심장에 강한 전류를 일시적으로 통과시켜 심장이 다시 정상적으로 박동하도록 하는 제세동 방법을 말한다.
이에, 상기 제세동 로봇(300)의 다관절 암(310)이 승객의 심장 위치로 이동된 후, 상기 헤드(320)가 회전하는 동시에 헤드(320)의 둘레부에 부착되어 있던 한 쌍의 AED 패드(340)가 승객의 피부에 전이되며 부착될 수 있다.
연이어, 상기 제세동 로봇(300)에 내장된 배터리 등의 전원을 이용하여 상기 AED 패드(340)에 전류를 인가함으로써, 심장에 대한 자동제세동이 이루어지게 된다.
이때, 상기 AED를 이용한 방법이 수행될 때, 승객의 입 및 코쪽으로 산소를 분사하여 승객에게 산소를 공급하도록 한다.
이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 시트(20)의 헤드레스트 타측부에는 승객의 입 및 코쪽으로 산소를 분사하는 산소공급 노즐(50)이 장착되고, 시트백 내부에는 산소공급 노즐(50)로 산소를 공급하기 위한 산소통(52)이 내장된다.
이에, 상기 제어부(100)에서 산소통(52)의 입구에 장착되는 전동밸브를 열림 작동시킴으로써, 산소통(52)의 산소가 산소공급 노즐(50)을 통하여 승객의 입 및 코쪽으로 분사될 수 있다.
아울러, 상기 시트의 헤드레스트 일측부에는 승객의 날숨을 감지하는 이산화탄소 감지 센서(54)가 장착되는 바, 이산화탄소 감지 센서(54)의 감지 신호를 기반으로 제어부(100)에서 승객의 날숨 상태를 실시간으로 확인하게 된다.
이러한 AED가 수행되는 도중, 상기 심박 감지 레이더(11)에서 승객의 심박 상태를 정상 파형을 출력하고, 이산화탄소 감지 센서(54)에서 승객의 날숨 상태를 감지하면, 이를 수신한 제어부(100)에서 승객의 심박 상태가 정상으로 돌아온 것으로 판정하여 상기 제세동 로봇(300)에 AED 중지 신호를 명령함으로써, 심장에 대한 자동제세동 과정이 종료된다.
반면, 상기 제어부(100)에서 제세동 방법을 CPR 방법으로 결정하면, 상기 제세동 로봇(300)에 대하여 CPR 방법을 수행하라는 명령 신호를 내리게 된다.
이에, 상기 제세동 로봇(300)의 다관절 암(310)이 승객의 심장 위치로 이동된 후, 상기 헤드(320)가 회전하는 동시에 하강하여 헤드(320)의 일단부에 장착된 고무 재질의 CPR 압박패드(330)가 승객의 심장 부분에 밀착되도록 한다.
연이어, 상기 제세동 로봇(300)의 다관절 암(310)이 상하방향을 따라 일정 거리내에서 직선 왕복 운동을 하게 되어, CPR 압박패드(330)가 승객의 심장을 포함하는 범위의 가슴 압박을 반복하게 된다.
이때, 상기 제어부(100)에서 산소통(52)의 입구에 장착되는 전동밸브를 열림 작동시킴으로써, 산소통(52)의 산소가 산소공급 노즐(50)을 통하여 승객의 입 및 코쪽으로 분사되어 인공호흡 효과가 동시에 이루어질 수 있다.
이러한 CPR이 수행되는 도중, 상기 심박 감지 레이더(11)에서 승객의 심박 상태를 정상 파형을 출력하고, 이산화탄소 감지 센서(54)에서 승객의 날숨 상태를 감지하면, 이를 수신한 제어부(100)에서 승객의 심박 상태가 정상으로 돌아온 것으로 판정하여 상기 제세동 로봇(300)에 CPR 중지 신호를 명령함으로써, 심장에 대한 제세동 과정이 종료된다.
한편, 상기와 같이 심박 감지 레이더(11) 등의 감지 신호를 기반으로 제어부(100)에서 승객의 심정지 상태로 판정하는 경우, 이와 동시에 제어부(100)에서 차량 내 통신수단을 통하여 119(미국 911) 및 의료 기관, 가족 및 지인 등의 연락처로 긴급 구난 문자 및 현재 위치 등이 자동 송출되도록 함으로써, 빠른시간 내에 긴급 구호를 받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제어부(100)에서 제세동 실시를 위하여 자율주행 차량의 주행 제어기와 협조 제어를 통해 안정한 주정차 공간으로 자율주행 차량의 주정차가 이루어지도록 하고, 차량 비상등을 점등시키는 제어를 통해 외부 및 주변 차량에 긴급 상황임을 알리도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부(100)에서 자율주행 차량의 공조 제어기와의 협조 제어를 통해 환자를 위한 차량 실내 최적 온도 및 습도가 자동 조절되도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 바와 같이, 자율주행 차량의 시트에 착석한 승객의 급작스런 심정지가 발생하면, 시트를 구동시켜서 승객을 똑바로 누운 상태로 만들어준 다음, 시트 주변에 설치된 제세동 로봇이 승객의 상의를 커팅한 후 CPR 방법 또는 AED를 이용한 방법을 수행할 수 있도록 함으로써, 탑승객의 예기치 않은 사망 사고 및 2차 사고가 발생하는 것을 용이하게 예방할 수 있고, 자율주행 차량의 안전성 및 품질을 향상시킬 수 있다.
10 : 심정지 검출기 11 : 심박 감지 레이더
20 : 시트 22 : 시트백
24 : 시트쿠션 26 : 체압센서
25 : 폼패드 27 : 볼스터
28 : 모션감지 카메라 30 : 파워 시트벨트
40 : 심장 위치 검출기 41 : X-레이 카메라
50 : 산소공급 노즐 52 : 산소통
54 : 이산화탄소 감지 센서 100 : 제어부
200 : 시트 구동장치 210 : 에어셀
220 : 하이트 조절 장치 222 : 제1공압 또는 유압 실린더
230 : 볼스터 구동 장치 231 : 볼스터 프레임
232 : 시트 프레임 233 : 제2공압 또는 유압실린더
240 : 전동식 리클라이너 300 : 제세동 로봇
310 : 다관절 암 312 : 볼 조인트
320 : 헤드 322 : 커터
324 : 터치 센서 326 : 로드셀
328 : 탄성 롤러 330 : CPR 압박패드
340 : AED 패드

Claims (16)

  1. 자율주행 차량의 시트에 시트벨트를 착용한 상태로 착석한 승객의 심정지 발생 여부를 검출하는 심정지 검출기;
    상기 시트에 착석한 승객의 착석 자세를 검출하는 승객 자세 검출 장치;
    상기 승객의 심정지가 발생되면, 상기 승객 자세 검출 장치의 검출 신호를 기반으로 승객의 자세를 누운 자세로 만들어주는 시트 구동장치; 및
    상기 시트 주변에 장착되어 누운 승객의 심장 위치를 서치하는 심장 위치 검출기;
    상기 시트 주변에 장착되어 누운 승객의 심장에 대하여 CPR 또는 AED 방법을 수행하는 제세동 로봇;
    상기 심정지 검출기 및 승객 자세 검출 장치의 검출 신호를 기반으로 상기 시트 구동장치를 비롯하여 심장 위치 검출기 및 제세동 로봇의 동작을 제어하는 제어부;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 심정지 검출기는:
    자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어 승객의 심박수를 측정하는 심박 감지 레이더와, 시트의 시트백 내부에 장착되어 승객의 심박수를 측정하는 심전도 센서와, 시트의 시트백 소정 위치에 장착되어 적외선 심박센서 중 선택된 하나 또는 둘 이상으로 채택된 것임을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 승객 자세 검출 장치는:
    시트의 시트백 및 시트쿠션에 내장되는 복수의 체압센서;
    자율주행 차량의 실내 천정면에 장착되어, 승객의 착석 자세를 검출하는 모션감지 카메라;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트 구동장치는:
    시트의 시트백 및 시트쿠션 내부에서 좌우 대칭을 이루는 위치에 팽창 및 수축 가능하게 장착되는 복수의 에어셀;
    시트쿠션의 전단부 높이를 조절하는 하이트 조절 장치;
    시트백 및 시트쿠션의 볼스터를 회전시키는 볼스터 구동 장치; 및
    시트백의 후단부와 시트쿠션의 하단부 사이에 장착되어 시트쿠션의 경사각을 조절하는 전동식 리클라이너;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하이트 조절 장치는 상기 시트쿠션의 전단부 저면과 시트레일 간에 연결되어 시트쿠션의 전단부를 승강시키는 제1공압 또는 유압 실린더로 채택된 것임을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 볼스터 구동 장치는:
    시트백 및 시트쿠션 내부의 시트 프레임과 힌지 연결되며 볼스터의 내부에 회전 가능하게 위치하는 볼스터 프레임;
    시트 프레임과 볼스터 프레임 간에 연결되어 볼스터 프레임을 회전시키는 제2공압 또는 유압실린더;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 심장 위치 검출기는 자율주행 차량의 천정면 소정 위치에 장착되어 시트에 착석한 승객의 상체부를 촬영하는 X-레이 카메라로 채택된 것임을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 시트의 표면에는 X-레이 차폐 커버가 커버링된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제세동 로봇은:
    3개 이상의 암이 볼 조인트로 연결된 다관절 암;
    다관절 암의 자유단에 회전 가능하게 장착되는 헤드;
    헤드의 일단부에 장착되는 CPR 압박패드; 및
    헤드의 둘레부에 분리 가능하게 부착되는 AED 패드;
    를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 헤드의 타단부에는 승객의 상의를 커팅하여 제거하기 위한 커터가 장착된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 커터의 끝단부에는 터치 센서 및 로드셀이 부착된 탄성 롤러가 회전 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제세동 로봇은 시트 주변의 플로어 패널, 시트 위쪽의 천정면, 프론트 시트 주변의 전석 콘솔, 리어 시트 주변의 후석 콘솔, 시트백 측면부 중 어느 하나의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트에 착석한 승객이 착용하는 시트벨트는 승객의 심정지시 제어부의 신호에 의하여 당김 작동하는 파워 시트벨트로 채택되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트의 헤드레스트 일측부에는 승객의 날숨을 감지하는 이산화탄소 감지 센서가 장착된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트의 헤드레스트 타측부에는 승객의 입 및 코쪽으로 산소를 분사하는 산소공급 노즐이 장착된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 시트의 시트백 내부에는 산소공급 노즐로 산소를 공급하기 위한 산소통이 내장된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 제세동 시스템.
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