KR101797854B1 - System and method for fall detection using smart band - Google Patents

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Abstract

스마트 밴드를 이용하여 낙상을 판단하는 방법 및 시스템이 개시된다. 낙상 판단 방법은, 보행자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 보행자의 움직임에 따른 관성 정보를 수신하는 단계, 상기 관성 정보에 기초하여 SVM(Signal Vector Magnitude) 값을 계산하는 단계, 기정의된 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하는 단계, 및 상기 푸리에 변환된 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method and system for determining a fall using a smart band is disclosed. The fall determining method includes the steps of: receiving inertia information according to a movement of a pedestrian from a wearable device worn by a pedestrian; calculating a SVM (Signal Vector Magnitude) value based on the inertia information; Determining whether or not the pedestrian has fallen based on the pattern information based on the Fourier transformed information and the pattern information indicating the movement of the predetermined pedestrian can do.

Description

스마트 밴드를 이용하여 낙상을 판단하는 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR FALL DETECTION USING SMART BAND}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and system for determining a fall using a smart band,

본 발명의 실시예들은 웨어러블 디바이스를 이용하여 보행자의 낙상 여부를 판단하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method and system for determining whether a wearer falls or not by using a wearable device.

보다 자세하게는, 보행자의 신체에 착용한 웨어러블 디바이스에서 센싱된 정보를 이용하여 보행자의 낙상 여부를 판단하는 기술에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a technique for determining whether or not a pedestrian has fallen by using information sensed by a wearable device worn on the body of the pedestrian.

최근 평균 수명의 증가와 출산률 저하로 인해 전 세계적으로 고령화가 사회적 문제로 대두되고 있다. 한국 국가통계포탈의 "장래인구추계" 자료에 의하면, 우리나라 65세 이상 노인인구의 비율은 2014년을 기준으로 12.7%이다. 한국의 경우, 2000년에 이미 "고령화 사회"에 진입하였고, 2018년에는 노인인구 비율이 14.3%로 "고령사회"가 되고, 2026년에는 20.8%로 ‘초 고령 사회’에 도달할 것으로 전망된다. 고령자들은 다양한 주변 환경의 위험에 노출되어 있다. 특히, 다른 연령대에 비해 사고 발생 위험성이 높고 사고 발생시 일상생활의 장애에 의해 급격한 체력 저하 및 건강 악화가 수반된다. 이러한 고령자 사고 중 낙상이 차지하는 비율은 연령이 증가함에 따라 증가하고 있는 실정이다. 연구조사기관의 조사에 따르면 , 65세 이상 노인의 약 28~ 30 %, 70세 이상은 35 %, 75세 이상은 32 ~ 42 %, 80세 이상 고령자의 연간 낙상율은 50 % 정도로 보고되고 있다.Due to the recent increase in average life expectancy and declining fertility rate, aging has become a social problem all over the world. According to the "Future Population Estimation" data of the Korea National Statistical Portal, the proportion of elderly people aged 65 or older in Korea is 12.7% as of 2014. In Korea, it has already entered the "aging society" in 2000, and it is expected that the proportion of elderly people will reach "aged society" with 14.3% in 2018 and 20.8% in 2026 . Elderly people are exposed to various environmental risks. Especially, there is a higher risk of accidents than other age groups, and in case of an accident, sudden physical disability and health deterioration are accompanied by disabilities in daily life. The proportion of these falls in elderly persons is increasing with age. According to a survey conducted by the research institute, about 28-30% of elderly people aged 65 or older, 35% elderly people aged 70 or older, 32 ~ 42% elderly people aged 75 or older, and an annual fall rate of 50% .

고령자에게 낙상은 비가동성과 같은 신체적 손상뿐만 아니라 사회심리학적 기능장애에 의한 정신적 피해를 초래한다. 그리고 최악의 경우, 낙상 합병증으로 인해 사망에 이를 수도 있다. 이처럼 고령자에게 치명적인 낙상을 검출하기 위해 크게 두 가지 방법이 존재한다. 하나의 방법은 영상 정보를 이용하여 낙상을 유무를 감지하는 것이고, 다른 하나는 낙상 대상이 되는 보행자에게 센서를 부착하여 낙상 유무를 검출하는 방식이다. 영상 정보를 이용하여 낙상을 감지하는 방법의 경우, 보행자의 영상 정보를 사용하므로 사생활 침해의 문제가 존재한다. For the elderly, falls cause psychological damage due to social psychological dysfunction as well as physical damage such as immaturity. And in the worst case, fall complications can lead to death. There are two major ways to detect fatal fall in elderly people. One method is to detect the presence or absence of fall using image information, and the other method is to attach a sensor to a fallen pedestrian to detect the presence or absence of a fall. In the case of the method of detecting fall using the image information, there is a problem of invasion of privacy because it uses the image information of the pedestrian.

센서를 이용하여 낙상 유무를 검출하는 방법의 경우, 센서를 허리, 가슴, 손목 등과 같이 보행자의 특정 신체부위에 부착한 상태에서 보행자의 다양한 자세 변화와 활동 상태를 모니터링하여 낙상 유무를 검출한다. 보행자의 착용 편리성을 위해 손목 시계 형태로 센서가 손목에 부착되는 것이 선호되고 있다. 그런데, 센서가 손목에 부착되는 형태의 경우, 손목의 자유로운 움직임으로 인해 낙상 검출률이 매우 낮은 문제가 존재한다. 즉, 낙상이 아님에도 낙상으로 검출되는 경우가 빈번하다.In the method of detecting the presence or absence of a fall using the sensor, the presence or absence of a fall is detected by monitoring various posture changes and activity of the pedestrian while the sensor is attached to a specific body part such as a waist, a chest, and a wrist. It is preferred that the sensor is attached to the wrist in the form of a wristwatch for the convenience of wearing the pedestrian. However, in the case where the sensor is attached to the wrist, there is a problem that the fall detection rate is very low due to the free movement of the wrist. In other words, it is often detected as a fall even if it is not a fall.

따라서, 사용자의 불편함을 감소 또는 최소화하도록 손목 시계와 같이 소형의 손목 밴드 타입(type)으로 낙상 센싱을 위한 장치를 제공하면서도, 낙상 유무의 판단 정확도를 높이는 기술이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technique for increasing the accuracy of determining the presence or absence of a fall while providing a device for sensing falls with a small wrist band type such as a wristwatch to reduce or minimize the user's discomfort.

한국공개특허 제10-2012-0114629호는 배경영상 내에서 환자가 위치하여야 하는 안전 영역을 설정하고, 배경영상과 실시간으로 입력되는 영상을 비교하여 환자의 낙상 여부를 판단하는 영상 처리를 이용한 낙상 검출 방법에 대해 개시하고 있다. Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0114629 discloses a technique of setting a safe area in which a patient should be positioned within a background image, comparing the background image with an image input in real time, / RTI >

[1] M.J. Mathine, A. C. F Coster, N. H. Lovell, and B. G. Celler., "A pilot study of long monitoring of human movement in the home using accelerometry". J. Telemed, Telecare, vol. 10 pp. 144-151, 2004.[1] M.J. Mathine, A. C. F. Coster, N. H. Lovell, and B. G. Celler., "A pilot study of human movement in the home using accelerometry". J. Telemed, Telecare, vol. 10 pp. 144-151, 2004. [2] D. M. Karantonis, M. R. Narayanan, M. Mathie, N H. Lovell, Branko G. Celler, "Implementation of a Real-Time Human Movement Classifier Using a Triaxial Accelerometer for Ambulatory Monitoring" IEEE Trans. on information technology in Biomedical, vol. 10, no.1, January 2006.[2] D. M. Karantonis, M. R. Narayanan, M. Mathie, N. H. Lovell, Branko G. Celler, "Implementation of a Real-Time Human Movement Classifier Using a Triaxial Accelerometer for Ambulatory Monitoring" IEEE Trans. on information technology in Biomedical, vol. 10, no.1, January 2006. [3] A.M. Turing(1950), Computing Machinary and Intelligence, Mind 49: 433-460.[3] A.M. Turing (1950), Computing Machinary and Intelligence, Mind 49: 433-460.

본 발명은 보행자의 이동, 움직임, 또는 자세 변화 등을 센싱하는 센서가 탑재된 웨어러블 디바이스(wearable device)를 보행자가 착용 불편함을 최소화하는 형태로 제작하면서도, 낙상 검출의 정확도를 높이기 위한 것이다.The present invention is intended to improve the accuracy of fall detection while manufacturing a wearable device equipped with a sensor for sensing movement, movement, or attitude change of a pedestrian in a manner minimizing inconvenience to the wearer.

본 발명은, 웨어러블 디바이스가 손목 밴드 타입으로 제작된 경우에도 센서에서 센싱된 정보를 이용하여 검출된 낙상 결과에 대해, 패턴 매칭을 이용하여 한번 더 낙상 유무를 판단함으로써, 판단된 낙상 유무의 정확도를 높이기 위한 것이다.In the present invention, even if the wearable device is manufactured as a wrist band type, the presence or absence of a fall is determined once again using the pattern matching for the fall result detected using the information sensed by the sensor, .

본 발명은, 클라우드 서버(cloud server)에서 제공하는 푸시 메시지(push message) 기능을 이용하여 낙상으로 판단되는 경우, 보행자의 보호자, 응급 기관, 및 구급대 등에 보행자의 낙상 상황을 알리는 정보(메시지, 또는 응급 콜 등)를 제공하기 위한 것이다.In the present invention, when a fall message is determined by using a push message function provided by a cloud server, information (a message or a message) indicating a fall condition of a pedestrian to a pedestrian's guardian, emergency agency, Emergency call, etc.).

낙상 판단 방법은, 보행자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 보행자의 움직임에 따른 관성 정보를 수신하는 단계, 상기 관성 정보에 기초하여 SVM(Signal Vector Magnitude) 값을 계산하는 단계, 기정의된 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하는 단계, 및 상기 푸리에 변환된 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The fall determining method includes the steps of: receiving inertia information according to a movement of a pedestrian from a wearable device worn by a pedestrian; calculating a SVM (Signal Vector Magnitude) value based on the inertia information; Determining whether or not the pedestrian has fallen based on the pattern information based on the Fourier transformed information and the pattern information indicating the movement of the predetermined pedestrian can do.

일측면에 따르면, 상기 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보는, 보행자의 움직임에 따라 서로 다른 특정 주파수 대역으로 구분되는 복수의 패턴을 포함할 수 있다. According to an aspect, the pattern information indicating the movement of the pedestrian may include a plurality of patterns classified into different specific frequency bands according to the movement of the pedestrian.

다른 측면에 따르면, 상기 푸리에 변환을 수행하는 단계는, 상기 계산된 SVM 값과 기정의된 임계값에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 1차적으로 판단하는 단계, 및 상기 보행자가 낙상한 것으로 1차적으로 판단됨에 따라, 상기 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of performing the Fourier transform includes a step of primarily determining whether a fall of the pedestrian is based on the calculated SVM value and a predetermined threshold value, And performing a Fourier transform on the SVM values for the predetermined time period.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 단계는, 패턴 정보를 이용하여 상기 1차적으로 판단된 보행자의 낙상 여부를 재판단할 수 있다.According to another aspect, the step of determining whether or not the pedestrian falls may re-determine whether or not the pedestrian primarily determined based on the pattern information falls.

또 다른 측면에 따르면, 상기 SVM 값을 계산하는 단계는, 기정의된 기준시간 마다 상기 웨어러블 디바이스로부터 수신된 상기 관성 정보에 기초하여 계산된 SVM 값을 버퍼에 저장하고, 상기 푸리에 변환을 수행하는 단계는, 상기 버퍼에 저장된 SVM 값들 중 기정의된 샘플링 사이즈에 해당하는 SVM 값들을 대상으로 푸리에 변환을 수행할 수 있다.According to another aspect, the step of calculating the SVM value includes the steps of storing the SVM value calculated based on the inertia information received from the wearable device at a predetermined reference time in a buffer, and performing the Fourier transform May perform Fourier transform on the SVM values corresponding to the predetermined sampling size among the SVM values stored in the buffer.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 클라우드 푸시 서버를 통해 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나에 상기 보행자의 낙상을 알리는 정보가 제공될 수 있다.According to another aspect, when it is determined that the pedestrian has fallen, information informing the fall of the pedestrian may be provided to at least one of the guardian terminal, emergency terminal, and emergency agent terminal previously registered through the cloud push server.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 보행자의 낙상을 알리는 푸시 메시지(push message)가 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나로 전송될 수 있다.According to another aspect, in the case where it is determined that the pedestrian has fallen, a push message informing the fall of the pedestrian may be transmitted to at least one of the registered guardian terminal, the emergency terminal, and the emergency agent terminal.

또 다른 측면에 따르면, 상기 웨어러블 디바이스는, 손목 밴드 타입(type)으로 제작되어 상기 보행자에게 착용되며, 상기 보행자의 이동에 따른 움직임을 측정하는 관성 측정 센서를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the wearable device may include an inertia measurement sensor that is manufactured as a wrist band type, is worn by the pedestrian, and measures a motion of the pedestrian.

낙상 판단 시스템은, 보행자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 보행자의 움직임에 따른 관성 정보를 수신하는 정보 수신부, 상기 관성 정보에 기초하여 SVM(Signal Vector Magnitude) 값을 계산하는 계산부, 기정의된 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환을 수행하는 푸리에 변환부, 및 상기 푸리에 변환된 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 낙상 결정부를 포함할 수 있다.The fall determination system includes an information receiving unit that receives inertia information based on the movement of a pedestrian from a wearable device worn by a pedestrian, a calculation unit that calculates a SVM (Signal Vector Magnitude) value based on the inertia information, And a fall determining unit for determining whether or not the pedestrian has fallen based on the pattern information based on the Fourier transformed information and the pattern information indicating the movement of the predetermined pedestrian, .

일측면에 따르면, 상기 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보는, 상기 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보는, 보행자의 움직임에 따라 서로 다른 특정 주파수 대역으로 구분되는 복수의 패턴을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the pattern information indicating the movement of the pedestrian may include a plurality of patterns that are divided into different specific frequency bands according to the movement of the pedestrian.

다른 측면에 따르면, 상기 푸리에 변환부는, 상기 계산된 SVM 값과 기정의된 임계값에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 1차적으로 판단하고, 상기 보행자가 낙상한 것으로 1차적으로 판단됨에 따라, 상기 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환을 수행할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the Fourier transform unit primarily determines whether a fall of the pedestrian is based on the calculated SVM value and a predetermined threshold value, and when the pedestrian is primarily determined that the pedestrian has fallen, The Fourier transform can be performed on the SVM values for a predetermined time.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 클라우드 서버를 통해 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나에 상기 보행자의 낙상을 알리는 정보가 제공될 수 있다.According to another aspect, when it is determined that the pedestrian has fallen, information informing the fall of the pedestrian may be provided to at least one of the guardian terminal, emergency terminal, and emergency agent terminal previously registered through the cloud server.

또 다른 측면에 따르면, 상기 웨어러블 디바이스는, 손목 밴드 타입(type)으로 제작되어 상기 보행자에게 착용되며, 상기 보행자의 이동에 따른 움직임을 측정할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the wearable device is manufactured as a wrist band type, is worn by the pedestrian, and can measure a movement of the pedestrian according to the movement of the pedestrian.

또 다른 측면에 따르면, 상기 웨어러블 디바이스는, 보행자의 움직임 변화를 감지하여 관성 정보를 생성하는 관성 측정 센서, 상기 보행자의 낙상 여부를 판단하기 위해 상기 관성 정보를 낙상 판단 시스템으로 전송하는 무선 통신 모듈 및 상기 관성 측정 센서 및 근거리 통신 모듈로 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the wearable device includes an inertia measurement sensor for generating inertia information by detecting movement of a pedestrian, a wireless communication module for transmitting the inertia information to the fall determination system to determine whether the pedestrian is falling, And a power supply unit for supplying power to the inertial measurement sensor and the short-range communication module.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 보행자의 낙상을 알리는 푸시 메시지(push message)가 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나로 전송될 수 있다.According to another aspect, in the case where it is determined that the pedestrian has fallen, a push message informing the fall of the pedestrian may be transmitted to at least one of the registered guardian terminal, the emergency terminal, and the emergency agent terminal.

본 발명에 의하면, 보행자의 이동, 움직임, 또는 자세 변화 등을 센싱하는 센서가 탑재된 웨어러블 디바이스(wearable device)를 보행자가 착용 불편함을 최소화하는 형태로 제작하면서도, 웨어러블 디바이스에서 센싱된 센싱 정보에 기초하여 판단된 낙상 결과에 대해, 패턴 매칭을 이용하여 한번 더 낙상 유무를 재판단함으로써, 최종적으로 판단된 낙상 유무의 정확도를 높일 수 있다.According to the present invention, a wearable device equipped with a sensor for sensing movement, movement, or attitude change of a pedestrian is manufactured in a form minimizing the inconvenience of a pedestrian, It is possible to increase the accuracy of the presence or absence of fall finally determined by re-determining the presence or absence of fall once again using the pattern matching with respect to the fall result judged on the basis.

또한, 클라우드 서버에서 제공하는 푸시 메시지(push message) 기능을 이용하여 낙상으로 판단되는 경우, 보행자의 보호자, 응급 기관, 및 구급대 등에 보행자의 낙상 상황을 알리는 정보(메시지, 또는 응급 콜 등)를 제공하여 낙상으로 인한 응급 조치가 신속히 이루어지도록 할 수 있다. In addition, when a fall is judged by using a push message function provided by the cloud server, information (a message or an emergency call, etc.) informing the pedestrian's fallen state to the guardian of the pedestrian, the emergency institution, So that emergency measures due to falls can be performed quickly.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 보행자의 낙상 여부를 판단하는 전체 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 시스템(300) 상에 표시되는 화면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 2차적으로 낙상 여부를 결정하기 위해 FFT 변환이 수행되는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, FFT에 기반하는 패턴 매칭을 이용하여 낙상 여부 판단하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 클라우드 서버와 연동하여 보행자의 낙상 발생을 알리는 정보를 제공하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an entire network for determining whether or not a pedestrian has fallen, according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a configuration of a wearable device in an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a fall determination system in an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a fall determination method in an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a screen displayed on the fall determination system 300 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation in which an FFT transform is performed to determine whether or not to fall secondarily in an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation of determining whether a fall occurs using pattern matching based on an FFT in an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
8 is a view for explaining an operation of providing information informing occurrence of a fall of a pedestrian in cooperation with a cloud server in an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예들은 낙상이 잦은 고령자, 다리가 불편한 사람 등과 같은 보행자에게 착용되는 웨어러블 디바이스(wearable device)로부터 센싱되어 수신되는 관성 정보를 이용하여 보행자의 낙상 유무를 판단하는 기술에 관한 것이다. 특히, 단순히 관성 정보만을 이용하여 낙상 유무를 판단하는 것이 아니라, 관성 정보를 이용하여 낙상으로 판단 시, 패턴 매칭(pattern matching)을 이용하여 한 번 더 낙상 여부를 재판단하는 기술에 관한 것이다. 예컨대, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기, 낙상 등과 같이 보행자의 자세에 따라 특정 주파수 대역을 가지는 특성을 이용하여 낙상 여부를 한번 더 판단하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for determining the presence or absence of a fall of a pedestrian by using inertia information sensed and received from a wearable device worn by a pedestrian such as an elderly person with a frequent fall or a leg-incompetent person. Particularly, the present invention relates to a technology for re-determining whether or not a fall occurs by using pattern matching when judging a fall by using inertia information instead of simply determining inertia information using only inertia information. For example, the present invention relates to a technique of once again determining whether or not a fall occurs by using a characteristic having a specific frequency band according to a posture of a pedestrian, such as running, stepping, stepping, falling,

본 실시예들에서, 패턴(pattern)이란 개별 객체의 특색 또는 특징(feature)을 모아놓은 집합으로 정의될 수 있다. 특징(feature)이란 패턴 인식의 대상이 되는 객체를 분별할 수 있는 양상, 성질 또는 특성으로 정의될 수 있다. 즉, 패턴 매칭이란 특징을 가지고 특정 객체를 찾아내는 인지 과학(cognitive science)과 인공 지능(artificial intelligence) 분야에 속하는 문제 중 하나를 의미할 수 있다. 예컨대, 낙상을 나타내는 특징들(주파수 대역)을 이용하여 보행자에게 낙상이 발생했는지 여부가 판단될 수 있다.In the present embodiments, a pattern may be defined as a collection of features or features of individual objects. A feature can be defined as an aspect, a property, or a characteristic capable of discriminating an object that is a target of pattern recognition. That is, pattern matching can mean one of the problems in cognitive science and artificial intelligence that finds a specific object with a characteristic. For example, it may be determined whether a fall has occurred to a pedestrian using features (frequency bands) that represent the fall.

본 실시예들에서, 웨어러블 디바이스로부터 수신된 정보 및 패턴 매칭을 통해 보행자의 낙상 여부를 판단하는 동작은 스마트폰, 퍼스널 컴퓨터(PC), 태블릿 PC 등의 사용자 단말(이하, '낙상 판단 시스템'이라 칭함)에서 수행될 수 있으며, 서비스 어플리케이션 형태로 구현되어 사용자 단말에서 구동될 수 있다.In the present embodiments, the operation of determining whether or not a pedestrian has fallen through information received from the wearable device and pattern matching is performed by a user terminal such as a smart phone, a personal computer (PC), a tablet PC And may be implemented in the form of a service application and may be executed in a user terminal.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 보행자의 낙상 여부를 판단하는 전체 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an entire network for determining whether or not a pedestrian has fallen, according to an embodiment of the present invention.

도 1은 웨어러블 디바이스(110), 낙상 판단 시스템(120), 서버(130), 클라우드 서버(140) 및 기등록된 응급 기관, 보호자, 및 구급대의 단말(150)을 포함할 수 있다.1 may include a wearable device 110, a fall determination system 120, a server 130, a cloud server 140, and a terminal 150 of an emergency agent, guardian, and paramedics previously registered.

웨어러블 디바이스(110)는 보행자(101)의 움직임, 이동, 자세 변화 등을 센싱하기 위한 관성 측정 센서(Inertial Measurement Unit: IMU)를 포함하며, 관성 측정 센서에서 센싱된 관성 정보를 무선 통신 모듈을 통해 낙상 판단 시스템(120)으로 전송할 수 있다. 예컨대, 블루투스 모듈 등의 근거리 무선 통신 모듈을 통해 센싱된 관성 정보가 낙상 판단 시스템(120)으로 전송될 수 있다.The wearable device 110 includes an inertial measurement unit (IMU) for sensing movement, movement, posture change, etc. of the pedestrian 101, and transmits inertia information sensed by the inertial measurement sensor to the wireless communication module To the fall determination system 120. For example, inertia information sensed through a short-range wireless communication module such as a Bluetooth module may be transmitted to the fall determination system 120.

낙상 판단 시스템(120)은 웨어러블 디바이스(110)로부터 기정의된 기준시간마다 관성 정보를 수신받아 버퍼(buffer) 등의 저장장치(미도시)에 임시 저장하며, 수신된 관성 정보에 기초하여 1차적으로 낙상 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 낙상으로 판단되는 경우, 낙상 판단 시스템(120)은 패턴 매칭을 이용하여 2차적으로 낙상 여부를 재판단할 수 있다.The fall determination system 120 receives inertia information from the wearable device 110 for each predetermined reference time, temporarily stores the inertia information in a storage device (not shown) such as a buffer, It is possible to judge whether or not to fall. If it is determined that the fall is occurred, the fall determination system 120 can re-determine whether or not the fall occurs by using the pattern matching.

이때, 2차적으로 판단된 결과 역시 낙상으로 판단된 경우, 낙상 판단 시스템(120)은 서버(130)로 보행자(101)가 낙상하였음을 알리는 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 낙상여부를 판단하는 서비스 어플리케이션(application)을 설치 및 구동 시에 서버(130)에 등록된 보행자의 식별 정보(예컨대, 보행자의 ID, 전화번호, 단말 고유 번호 등)와 낙상을 나타내는 플래그(flag) 등이 함께 서버(130)로 전송될 수 있다. At this time, if the second determination result is also a fall, the fall determination system 120 may transmit information indicating that the pedestrian 101 has fallen to the server 130. For example, identification information (e.g., pedestrian ID, telephone number, terminal unique number, etc.) of the pedestrian registered in the server 130 and a flag flag and the like may be transmitted to the server 130 together.

서버(130)는 낙상을 판단하기 위한 서비스 어플리케이션이 설치 및 구동되는 적어도 하나의 낙상 판단 시스템을 관리 및 모니터링할 수 있다. 예컨대, 서버(130)는 상기 서비스 어플리케이션이 구동되는 낙상 판단 시스템들의 식별 정보를 보호자의 전화번호, 응급 기관의 전화번호, 및 구급대의 전화번호 정보와 서로 연관하여 저장 및 관리할 수 있다. The server 130 may manage and monitor at least one fall determination system in which a service application for determining a fall is installed and driven. For example, the server 130 may store and manage the identification information of fall determination systems operated by the service application in association with the phone number of the guardian, the telephone number of the emergency agency, and the telephone number information of the emergency unit.

보행자(101)에게 낙상이 발생한 경우, 서버(130)는 구글, 네이버 등에서 제공하는 클라우드 푸시 서버(140)와 연동하여, 푸시 서버(140)를 통해 낙상을 알리는 푸시 메시지(push message)를 미리 등록된 보호자, 응급기관, 구급대의 단말(150)로 전송할 수 있다. 그러면, 낙상을 알리는 푸시 메시지를 수신한 보호자, 응급기관, 구급대의 단말(150)은 보행자(101)가 소지한 낙상 판단 시스템(120)으로 전화하여 보행자(101) 또는 보행자 주변에 위치하는 사람들을 통해 보행자(101)의 낙상 상황을 확인하고, 보행자(101)에게 응급조치가 취해지도록 할 수 있다. When a fall occurs to the pedestrian 101, the server 130 interlocks with the cloud push server 140 provided by Google, Naver, etc., and transmits a push message informing fall through the push server 140 in advance To the terminal 150 of the guardian, the emergency institution, and the emergency unit. Then, the terminal 150 of the guardian, the emergency institution, and the rescue party receiving the push message informing the fall responds to the fall determination system 120 carried by the pedestrian 101 and calls the pedestrian 101 or people located around the pedestrian It is possible to check the fall situation of the pedestrian 101 and to cause the pedestrian 101 to take emergency measures.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a configuration of a wearable device in an embodiment of the present invention.

도 2에서는, 웨어러블 디바이스가(110)가 손목 시계형의 밴드 타입으로 제작되는 경우를 예로서 설명하나, 이는 실시예에 해당되며, 웨어러블 디바이스(110)는 손목 밴드 타입 이외에, 발목 밴드 타입, 허리띠 등의 형태로 제작될 수도 있다.2, the wearable device 110 is an example of a wristwatch-type band type, which corresponds to the embodiment. The wearable device 110 may include an ankle band type, a waistband And the like.

도 2를 참고하면, 웨어러블 디바이스(110)는 손목에 착용 가능한 밴드 타입으로 제작될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스(110)는 손목 시계 형태로 제작될 수 있으며, 근거리 무선 통신 모듈(111), 관성 측정 센서(112), 및 전원을 공급하는 전원공급부(113)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the wearable device 110 may be manufactured as a band type worn on the wrist. That is, the wearable device 110 may be manufactured in the form of a wristwatch, and may include a short range wireless communication module 111, an inertial measurement sensor 112, and a power supply unit 113 for supplying power.

예컨대, 근거리 무선 통신 모듈(111)은 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), NFC 등의 무선 통신 모듈을 포함하며, 관성 측정 센서(112)는 E2BOX사의 EBIMU-9DOFV2를 포함할 수 있다. EBIMU-9DOFV2와 같은 관성 측정 센서(112)는 3축 가속도 센서, 3축 자이로스코프 센서, 및 3축 지자기 센서가 내장된 초소형 AHRS(Attitude Heading Reference System) 모듈에 해당할 수 있다. 가속도 센서는 데이터 갱신 및 출력 속도가 1000Hz까지 지원이 되며, 중력성분이 제거된 순수 가속도 값을 출력할 수 있다. 데이터 출력모드로는 ASCII 출력모드, Hex(binary) 출력모드, 및 폴링(Polling) 출력모드를 지원하는 데, 이하에서는 아래의 표 1과 같이 ASCII 출력 모드를 사용하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 가속도 센서의 중력 가속도 별 민감도는 2000Dps이며, 출력 레이트(Output Rate)는 1초에 50번이 되도록 설정될 수 있다.For example, the short-range wireless communication module 111 may include a wireless communication module such as Zigbee, Bluetooth, and NFC, and the inertial measurement sensor 112 may include EBIMU-9DOFV2 of E2BOX. The inertial measurement sensor 112 such as the EBIMU-9DOFV2 may correspond to a small AHRS (Attitude Heading Reference System) module having a three-axis acceleration sensor, a three-axis gyroscope sensor, and a three-axis geomagnetic sensor. The acceleration sensor supports data update and output speeds up to 1000 Hz and can output the pure acceleration value from which the gravity component is removed. In the data output mode, ASCII output mode, Hex (binary) output mode, and Polling output mode are supported. Hereinafter, an ASCII output mode is used as an example as shown in Table 1 below . The sensitivity of the acceleration sensor by gravity acceleration is 2000 Dps, and the output rate can be set to be 50 times per second.

SOLSOL DATA1DATA1 SPSP DATA2DATA2 SPSP ...... SPSP DATAnDATEN EOLEOL ** ascii data 1ascii data 1 ,, ascii data 2ascii data 2 ,, ...... ,, ascii data nascii data n CR LFCR LF

전원공급부(113)는 리튬 이온 폴리머 배터리(Lithium Ion Polymer Battery)를 포함할 수 있다. 3축 가속도 센서의 동작 전원은 배터리로부터 공급되는 4.5V를 사용하며, 가속도 센서로부터 출력되는 잡음에 포함된 잡음을 제거하기 위해 관성 측정 센서(112) 내부에 디지털 저역통과필터(Digital Low Pass Filter)가 포함될 수 있다. 예컨대, 디지털 LPF는 50 내지 256Hz 대역의 신호만을 통과시킬 수 있다. 관성 측정 센서(112)로 이용되는 EBIMU-9DOFV2 모듈의 크기가 매우 소형이므로, 공간을 적게 차지하여 보행자의 움직임을 감지하기 위해 웨어러블 디바이스로 제작되기 용이할 수 있다.The power supply unit 113 may include a lithium ion polymer battery. The operating power of the three-axis acceleration sensor is 4.5 V supplied from the battery. In order to remove the noise included in the noise output from the acceleration sensor, a digital low pass filter (hereinafter referred to as " May be included. For example, the digital LPF can only pass signals in the 50 to 256 Hz band. Since the size of the EBIMU-9DOFV2 module used as the inertial measurement sensor 112 is very small, it can be easily manufactured as a wearable device for sensing the movement of the pedestrian occupying a small space.

도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a fall determination system in an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a fall determination method in an embodiment of the present invention.

도 3에서, 낙상 판단 시스템(300)은 정보 수신부(310), 계산부(320), 푸리에 변환부(330), 및 낙상 결정부(340)를 포함할 수 있다. 도 4의 각 단계들(410 내지 450 단계)은 도 3의 구성 요소인 정보 수신부(310), 계산부(320), 푸리에 변환부(330), 및 낙상 결정부(340)에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 웨어러블 디바이스(110)는 무선 통신 모듈(111), 관성 측정 센서(112), 및 전원 공급부(113)를 포함할 수 있으며, 보행자의 손목 등에 착용되어 보행자의 움직임을 감지하고, 감지된 움직임에 따른 관성 정보를 낙상 판단 시스템(330)으로 전송할 수 있다.3, the fall determination system 300 may include an information receiving unit 310, a calculation unit 320, a Fourier transform unit 330, and a fall determination unit 340. 4 may be performed by the information receiving unit 310, the calculating unit 320, the Fourier transforming unit 330, and the fall determining unit 340, which are components of FIG. have. The wearable device 110 may include a wireless communication module 111, an inertial measurement sensor 112, and a power supply unit 113. The wearable device 110 may be mounted on the wrist of a pedestrian to detect movement of the pedestrian, May be transmitted to the fall determination system 330.

410 단계에서, 정보 수신부(310)는 웨어러블 디바이스(110)에서 감지된 관성 정보를 무선 통신 모듈을 통해 수신할 수 있다.In operation 410, the information receiving unit 310 may receive the inertia information sensed by the wearable device 110 through the wireless communication module.

예컨대, 정보 수신부(310)는 BLE 4.0 등의 블루투스 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 블루투스 통신 모듈을 통해 웨어러블 디바이스의 무선 통신 모듈(111)로부터 관성 정보를 수신할 수 있다. 관성 정보는 관성 측정 센서(112)에서 센싱된 정보로서, 보행자의 움직임에 따른 가속도 정보, 방향 정보 등을 포함할 수 있다. 정보 수신부(310)는 기정의된 기준시간마다 웨어러블 디바이스(110)로부터 관성 정보를 수신할 수 있다. 예컨대, 정보 수신부(310)는 0.02초 단위로 관성 정보를 수신하며, SVM 값으로 변환하기 위해 버퍼 등에 임시 저장할 수 있다.For example, the information receiving unit 310 may include a Bluetooth communication module such as BLE 4.0, and may receive inertia information from the wireless communication module 111 of the wearable device through the Bluetooth communication module. The inertia information is information sensed by the inertia measurement sensor 112, and may include acceleration information, direction information, and the like according to the motion of the pedestrian. The information receiving unit 310 may receive the inertia information from the wearable device 110 every predetermined reference time. For example, the information receiving unit 310 receives the inertia information in units of 0.02 seconds, and temporarily stores the inertia information in the buffer to convert the SVM value.

420 단계에서, 계산부(320)는 웨어러블 디바이스(110)로부터 수신된 관성 정보에 기초하여 신호 벡터 크기(Signal Vector Magnitude, SVM) 값을 계산할 수 있다.In step 420, the calculation unit 320 may calculate a Signal Vector Magnitude (SVM) value based on the inertia information received from the wearable device 110. [

예를 들어, 계산부(320)는 정보 수신부(310)에서 0.02초 단위로 수신한 관성 정보, 예컨대, 가속도 정보를 SVM 값으로 변환하여 버퍼에 임시 저장할 수 있다. SVM 값을 계산하기 위해 위에서 언급된 [1] M.J . Mathine , A. C. F Coster , N. H. Lovell, and B. G. Celler ., "A pilot study of long monitoring of human movement in the home using accelerometry ". J. Telemed , Telecare , vol. 10 pp. 144-151, 2004., [2] D. M. Karantonis , M. R. Narayanan , M. Mathie , N H. Lovell, Branko G. Celler , "Implementation of a Real-Time Human Movement Classifier Using a Triaxial Accelerometer for Ambulatory Monitoring" IEEE Trans. on information technology in Biomedical, vol. 10 , no.1, January 2006.의 SVM이 이용될 수 있다. 예컨대, SVM은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.For example, the calculation unit 320 may convert the inertia information received in the information receiving unit 310 in units of 0.02 seconds, for example, the acceleration information into the SVM value and temporarily store the SVM value in the buffer. To calculate the SVM value, the above-mentioned [1] MJ . Mathine , AC F Coster , NH Lovell, and BG Celler ., "A pilot study of long term monitoring of human movement in the home using accelerometry ". J. Telemed , Telecare , vol. 10 pp. [4] DM Karantonis , MR Narayanan , M. Mathie , N. Lovell, and Branko G. Celler , "A Real-Time Human Movement Classifier Using a Triaxial Accelerometer for Ambulatory Monitoring", IEEE Trans . on information technology in Biomedical, vol. 10 , no.1, January 2006. SVM can be used. For example, the SVM can be expressed as Equation 1 below.

Figure 112016031880315-pat00001
Figure 112016031880315-pat00001

수학식 1에서, xi는 전·후 방향의 가속도 신호 벡터값, yi는 좌·우 방향의 가속도 신호 벡터값, zi는 상·하 방향의 가속도 신호 벡터값을 나타낼 수 있다. 수학식 1에서, 신호 벡터 크기인 SVM 값에 따라 낙상을 인지하기 위하여 반복적인 실험을 통해 임계값(threshold)이 기정의될 수 있다.In Equation (1), x i is an acceleration signal vector value in forward and backward directions, y i is an acceleration signal vector value in left and right directions, and z i is an acceleration signal vector value in up and down directions. In Equation (1), a threshold may be set through repeated experiments to recognize a fall according to the SVM value of the signal vector magnitude.

430 단계에서, 푸리에 변환부(330)는 SVM 값에 대해 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행할 수 있다. 이때, 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)이 이용될 수 있다.In operation 430, the Fourier transform unit 330 may perform a Fourier transform on the SVM value. At this time, Fast Fourier Transform (FFT) can be used.

431 단계에서, 푸리에 변환부(330)는 관성 정보가 변환된 SVM값들과 기정의된 임계값을 비교하여 1차적으로 낙상이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 임계값은 1.7g, 1.8g 등과 같이 반복적인 실험을 통해 낙상 시의 SVM 값으로 기정의될 수 있으며, 위에서 언급한 [3] A.M . Turing(1950), Computing Machinary and Intelligence, Mind 49: 433 -460.에서의 임계값 결정 방법을 통해 기정의될 수 있다.In step 431, the Fourier transform unit 330 may compare the SVM values for which the inertia information has been transformed with the predetermined threshold value to determine whether or not a fall has occurred primarily. In this case, the threshold value can be defined as the SVM value at the fall through repetitive experiments such as 1.7 g and 1.8 g, and the above-mentioned [3] AM . Turing (1950), Computing < / RTI > Machinary and Intelligence, Mind 49: 433-460. The threshold value determination method in FIG.

비교 결과, SVM 값이 임계값 이하이면, 낙상이 발행사지 않은 것으로 결정될 수 있다. 반면, SVM 값이 임계값보다 크면, 1차적으로 낙상이 발생한 것으로 결정될 수 있으며, 낙상 발생이 맞는지 다시 한 번 검증하는 2차 낙상 판단이 수행될 수 있다.As a result of the comparison, if the SVM value is less than the threshold value, it can be determined that the fall is not issued. On the other hand, if the SVM value is greater than the threshold value, it can be determined that a fall has occurred first, and a second fall determination can be performed to verify once again whether the fall occurs.

432 단계에서, 푸리에 변환부(330)는 SVM 값이 임계값보다 크면, 버퍼에 임시 저장된 SVM 값들 중에서 기정의된 샘플링 사이즈(sampling size)에 해당하는 SVM 값들을 대상으로 FFT를 수행할 수 있다. 푸리에 변환부(330)는 보행자의 움직임 변화를 나타내는 SVM값들이 어떠한 주파수 성분으로 구성되어있는지 여부를 판단하기 위해 SVM 값들에 대해 FFT 변환을 수행할 수 있다.In step 432, if the SVM value is greater than the threshold value, the Fourier transform unit 330 may perform FFT on the SVM values corresponding to the predetermined sampling size among the SVM values temporarily stored in the buffer. The Fourier transform unit 330 may perform FFT transform on SVM values to determine whether or not the SVM values indicating the motion change of the pedestrian are composed of certain frequency components.

예를 들어, 푸리에 변환부(330)는 1.5초 동안 75개의 SVM 값들을 FFT 변환하여, 75개의 FFT 변환된 대표 성분들을 생성할 수 있다. 낙상이 대략 1.5초 상이에 발생하므로, 데이터 샘플링 사이즈가 75개로 기정의될 수 있으며, 75개의 SVM 값들이 FFT로 변환될 수 있다.For example, the Fourier transform unit 330 can FFT-transform 75 SVM values for 1.5 seconds to generate 75 FFT-transformed representative components. Since the fall occurs in about 1.5 seconds, the data sampling size can be set to 75 and 75 SVM values can be converted to FFT.

440 단계에서, 낙상 결정부(340)는 FFT 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 보행자의 낙상 여부를 결정할 수 있다. 즉, 낙상 결정부(340)는 변환된 샘플링 사이즈에 해당하는 75개의 FFT 값들이 나타내는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보를 비교하여 보행자의 낙상 여부를 결정할 수 있다. In step 440, the fall determining unit 340 can determine whether or not the pedestrian has fallen based on the pattern information based on the FFT information and the pattern information indicating the movement of the pedestrian determined. That is, the fall determining unit 340 can determine whether or not the pedestrian falls by comparing the pattern information represented by the 75 FFT values corresponding to the converted sampling size with the pattern information indicating the movement of the predetermined pedestrian.

예컨대, 낙상 결정부(340)는 변환된 75개의 FFT값들에서 빈도(frequency)와 진폭(Amplitude) 등을 추출하고, 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보를 비교함으로써, 보행자가 달리기 중인지, 계단 오르기 중인지, 제자리 뛰기 중인지 또는 진짜 낙상이 발생한 것인지 등의 낙상 여부를 2차적으로 판단할 수 있다. 여기서, 2차적으로 낙상 여부를 판단하는 자세한 동작은 도 6 및 도 7을 참고하여 후술하기로 한다.For example, the fall determining unit 340 extracts frequency and amplitude from the converted 75 FFT values, and compares the pattern information indicating the movement of the pedestrian, thereby determining whether the pedestrian is running, It is possible to judge whether or not there is a fall, such as whether it is running in place or a real fall occurred. Hereinafter, a detailed operation for determining whether or not a fall occurs secondarily will be described later with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

450 단계에서, 2차적으로 낙상이 발생한 것으로 결정되면, 정보 수신부(310)는 보행자에게 낙상이 발생하였음을 알리는 정보를 전송할 수 있다.  If it is determined in step 450 that a fall has occurred secondarily, the information receiving unit 310 can transmit information indicating that a fall has occurred to the pedestrian.

예를 들어, 정보 수신부(310)는 낙상을 알리는 정보를 구글 클라우드 메시지를 이용하여 보행자의 보호자, 응급 기관 또는 구급대의 단말로 전송할 수 있다. 여기서, 낙상을 알리는 정보를 전송하는 자세한 동작은 도 8을 참고하여 후술하기로 한다. For example, the information receiving unit 310 may transmit the information indicating the fall through the Google cloud message to the guardian of the pedestrian, the emergency institution, or the terminal of the emergency unit. Hereinafter, the detailed operation of transmitting the information indicating the fall will be described later with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 낙상 판단 시스템(300) 상에 표시되는 화면을 도시한 도면이다.5 is a view showing a screen displayed on the fall determination system 300 according to an embodiment of the present invention.

도 5는 낙상 여부 감지를 위한 서비스 어플리케이션이 낙상 판단 시스템(300)에서 수행됨에 따라 제공되는 화면의 예를 도시하고 있다.FIG. 5 shows an example of a screen provided when a service application for detecting whether or not a fall occurs is performed in the fall determination system 300. FIG.

도 5에서, 서비스 어플리케이션은 낙상 유무 판단을 위해 안드로이드 OS(Android Operating System)를 기반으로 스마트폰 등의 낙상 판단 시스템에서 구동되도록 제작될 수 있다. 서비스 어플리케이션이 구동되는 낙상 판단 시스템(300)은 실험 데이터가 아닌 실시간으로 낙상 유무를 판단하여, 낙상 사실을 알리는 응급 콜(call) 기능을 하는 게이트웨이(Gateway)로서 동작할 수 있다. 예컨대, 보행자에게 낙상 발생 시, 낙상 판단 시스템(300)과 서버(130), 클라우드 푸시 서버(140)가 자동으로 연동하여, 낙상을 알리는 정보 또는 메시지가 응급 기관, 보행자, 구급대의 단말로 전송될 수 있다.In FIG. 5, the service application can be manufactured to run on a fall determination system such as a smart phone based on an Android OS (Android Operating System) to determine whether a fall exists. The fall determination system 300 in which the service application is operated can operate as a gateway that performs an emergency call function to determine whether there is a fall in real time rather than experimental data and notify the fact of a fall. For example, when a fall occurs to a pedestrian, the fall determination system 300, the server 130, and the cloud push server 140 are automatically interlocked with each other, so that information or a message informing the fall is transmitted to a terminal of an emergency institution, a pedestrian, .

도 5를 참고하면, 화면(500)은 낙상 여부를 센싱하기 위한 표시 정보(501), 낙상 발생 시 낙상 발생을 알리기 위해 보호자 연락처 입력을 위한 표시 정보(502), 낙상 예방 방법에 대한 표시 정보(503), 및 도움말과 관련된 표시 정보(504)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the screen 500 includes display information 501 for sensing whether a fall occurs, display information 502 for entering a guardian contact to notify occurrence of fall at the occurrence of a fall, display information 503), and display information 504 associated with the help.

표시 정보(501)는 낙상 감지 기능을 온(ON)/오프(OFF) 제어하기 위한 것으로서, 화면(500)에서 보행자가 표시 정보(501)를 선택하면 온(ON)으로 동작하여 낙상 감지 기능이 설정될 수 있다. 예컨대, 표시 정보(501)가 선택되면, 정보 수신부(310)는 웨어러블 디바이스(110)의 무선 통신 모듈(111)을 통해 관성 측정 센서(112)로 ON 명령을 전송할 수 있다. 그러면, 관성 측정 센서(112)는 보행자의 움직임 변화에 따라 센싱된 관성 정보를 무선 통신 모듈(111)을 통해 낙상 판단 시스템(300)으로 전송할 수 있다.The display information 501 is for controlling ON / OFF of the fall detection function. When the pedestrian selects the display information 501 on the screen 500, the display information 501 is ON and the fall detection function Can be set. For example, when the display information 501 is selected, the information receiving unit 310 can transmit an ON command to the inertia measurement sensor 112 through the wireless communication module 111 of the wearable device 110. [ Then, the inertia measurement sensor 112 may transmit the sensed inertia information to the fall determination system 300 through the wireless communication module 111 according to the movement of the pedestrian.

표시 정보(501)가 온으로 설정된 상태에서 다시 표시 정보(501)가 선택되면, 낙상 감지 기능은 오프(OFF)로 설정되고, 화면(500)에 낙상 감지 기능이 ON에서 OFF로 변경될 수 있다. 그러면, 정보 수신부(320)는 오프 명령을 무선 통신 모듈(111)을 통해 관성 측정 센서(112)로 전송할 수 있으며, 관성 측정 센서(112)는 보행자의 움직임 변화 센싱을 중지할 수 있다.When the display information 501 is again selected while the display information 501 is set to ON, the fall detection function is set to OFF and the fall detection function can be changed from ON to OFF on the screen 500 . Then, the information receiving unit 320 can transmit an off command to the inertial measurement sensor 112 through the wireless communication module 111, and the inertial measurement sensor 112 can stop the motion change sensing of the pedestrian.

표시 정보 2(502)가 선택되면, 낙상 시 낙상 사실을 알리기 위한 보호자의 연락처를 입력하기 위한 화면이 낙상 판단 시스템(300) 상에 표시될 수 있다. 예를 들어, 가족, 친구 등의 전화번호가 보호자의 연락처로서 입력될 수 있다.When the display information 2 (502) is selected, a screen for inputting the contact information of the guardian to notify the fact of fall at the time of fall can be displayed on the fall determination system 300. For example, a telephone number of a family member, a friend, or the like can be input as a contact of a guardian.

표시 정보 3(503)이 선택되면, 낙상을 예방하기 위한 방법을 안내하기 위한 화면이 제공될 수 있으며, 표시 정보 4(504)가 선택되면, 서비스 어플리케이션의 이용방법을 설명하는 도움말을 안내하는 화면이 낙상 판단 시스템(300) 상에 표시될 수 있다.When the display information 3 (504) is selected, a screen for guiding a method for preventing fall can be provided. When the display information 4 (504) is selected, a screen for guiding help explaining the method of using the service application May be displayed on the fall determination system 300.

도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 2차적으로 낙상 여부를 결정하기 위해 FFT 변환이 수행되는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.FIG. 6 is a diagram for explaining an operation in which an FFT transform is performed to determine whether or not to fall secondarily in an embodiment of the present invention. FIG.

도 6에서는 Async Task의 개념도를 도시하고 있으며, 웨어러블 디바이스(110)로부터 수신된 관성 정보는 Async Task를 이용하여 메인 쓰레드(Main Thread, 601)와 작업 쓰레드(Work Thread, 602)로 분리되어 독립적으로 수행될 수 있다.6 shows a conceptual diagram of an Async Task. Inertia information received from the wearable device 110 is separated into a main thread 601 and a work thread 602 by using an Async Task, .

도 6을 참고하면, 웨어러블 디바이스(110)로부터 수신된 관성 정보들이 SVM 값으로 변환되어 버퍼에 임시 저장될 수 있다. 이때, 푸리에 변환부(330)는 SVM 값들을 대상으로, 초당 50개씩 어레이 리스트(Array List)에 추가할 수 있다. 그리고, 푸리에 변환부(330)는 어레이 리스트에서 샘플링 사이즈에 해당하는 75개의 데이터마다, 즉, 75개의 SVM값들을 모아서 75개 단위로 FFT 변환을 수행할 수 있다. 이처럼, 메인 쓰레드(601)에서는 관성 정보를 SVM값들로 변환하고, 작업 쓰레드(602)에서는 샘플링 사이즈 단위로 FFT 변환을 수행하도록 분리할 수 있다. 즉, 낙상 여부의 2차 판단을 위한 FFT 변환을 독립적으로 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6, the inertia information received from the wearable device 110 may be converted into SVM values and temporarily stored in the buffer. At this time, the Fourier transform unit 330 may add the 50 SVM values to the array list per second. Then, the Fourier transform unit 330 may perform FFT transform on 75 data units corresponding to the sampling size, that is, 75 SVM values, in units of 75 in the array list. As described above, in the main thread 601, the inertia information is converted into the SVM values, and the work thread 602 can be separated to perform the FFT transform on a sampling size basis. That is, it is possible to independently perform the FFT transform for the secondary determination of the fall.

도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서, FFT에 기반하는 패턴 매칭을 이용하여 낙상 여부 판단하는 동작을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining an operation of determining whether a fall occurs using pattern matching based on an FFT in an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 7은 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기, 낙상 시의 주파수 대역을 도시한 그래프로서, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기와 같이 걸음걸이에 따라 서로 구분되는 특정 주파수 대역을 가질 수 있다. 이에 따라, 낙상 판단을 위해 기정의된 패턴 정보는 도 7과 같이 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기, 낙상 각각에 해당하는 특정 주파수 대역의 패턴들(710 내지 740)을 포함할 수 있다.FIG. 7 is a graph showing the frequency bands during running, stair climbing, jumping, and falling, and may have a specific frequency band that is distinguished from each other according to walking, such as running, stepping, and running. Accordingly, the predetermined pattern information for fall determination may include patterns 710 to 740 of a specific frequency band corresponding to each of running, stepping, jumping, and falling as shown in FIG.

도 7에서는 SVM의 임계값과 패턴 매칭에 필요한 특징을 찾기 위한 실험을 기반으로 특정 행동 별로 나타나는 특정 주파수 대역에 대해 도시하고 있다. 실험 대상자는 성별에 관계없이 20 내지 30세 사이의 20명의 지원자를 대상으로 보행에 불편함이 없고, 일상 생활에 불편함이 없는 자들을 선정하였으며, 걷기, 앉기 등의 총 7가지 행동에 해당하는 특정 주파수 대역을 결정하기 위한 실험이 진행되었다.FIG. 7 shows a specific frequency band appearing for each specific action based on an experiment for finding a threshold value of the SVM and a feature required for pattern matching. The subjects were 20 people who were between 20 and 30 years old regardless of their gender. They selected those who had no inconvenience in walking, no discomfort in daily life, Experiments were conducted to determine specific frequency bands.

아래의 표 2는 실험에 참여한 지원자들과 관련된 정보를 나타내며, 표 3은 일상생활 행동 실험 리스트를 나타낼 수 있다.Table 2 below shows information related to the volunteers participating in the experiment, and Table 3 shows the list of activities of daily living behavior.

성별gender 수(명)life span) 나이age 키(cm)Key (cm) 몸무게(kg)Weight (kg) 남자man 1313 23.8±1.923.8 ± 1.9 172.8±2.9172.8 ± 2.9 69.5±9.569.5 ± 9.5 여자Woman 77 21.7±4.921.7 ± 4.9 162.2±4.9162.2 ± 4.9 55.6±8.255.6 ± 8.2

Figure 112016031880315-pat00002
Figure 112016031880315-pat00002

표 2 및 표 3의 조건을 갖는 지원자들을 대상으로 SVM의 임계값 설정을 위한 실험을 수행한 결과, 아래의 [표 4]와 같은 SVM 값을 얻을 수 있다.As a result of the experiment to set the threshold value of the SVM for the applicants having the conditions of Table 2 and Table 3, the SVM value as shown in the following Table 4 can be obtained.

Figure 112016031880315-pat00003
Figure 112016031880315-pat00003

표 4에 따르면, 임계값이 1.7으로 기정의된 경우, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기의 행동에서의 SVM 값과 실제 낙상 시의 SVM 값을 비교하기가 어려움을 확인할 수 있다. 이에 따라, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기에 대한 실험 데이터(SVM 값들)을 FFT 변환하여, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기에 해당하는 특정 주파수 대역을 얻을 수 있다. 예컨대, 제자리 뒤기의 경우 20Hz 이상의 주파수 대역이 주로 발생하며, 낙상의 경우, 3Hz 이하의 주파수 대역에 주로 존재함을 확인할 수 있다.According to Table 4, it is difficult to compare SVM values in running, stair climbing, and jumping behavior with actual SVM values when the threshold is set at 1.7. Accordingly, it is possible to obtain a specific frequency band corresponding to running, stair climbing, and jumping by FFT-transforming experimental data (SVM values) for running, stepping, and running. For example, it can be confirmed that a frequency band of 20 Hz or more occurs mainly in the rear position and a frequency band of 3 Hz or less in the case of falling.

다시 도 7을 참고하면, 패턴 정보 710은 달리기에 해당하는 주파수 대역을 나타내는 패턴이고, 패턴 정보 720은 계단 오르기에 해당하는 주파수 대역을 나타내는 패턴이고, 패턴 정보 730은 제자리 뛰기의 주파수 대역을 나타내는 패턴이고, 패턴 정보 740은 낙상을 나타내는 주파수 대역을 나타내는 패턴일 수 있다. 이처럼, 특정 행동 별로 서로 다른 주파수 대역의 패턴을 가질 수 있으며, 낙상 결정부(340)는 푸리에 변환된 75개의 푸리에 정보에서 추출된 빈도(frequency)와 진폭(amplitude)와 실험에 의해 기구축되어 저장된 패턴 정보들(710, 720, 730, 740)에 기초하여 보행자의 움직임이 낙상, 제자리 뛰기, 달리기, 계단 오르기 중 어느 것에 해당하는지 여부를 다시 한번 2차적으로 판단할 수 있다.Referring again to FIG. 7, the pattern information 710 is a pattern representing a frequency band corresponding to running, the pattern information 720 is a pattern representing a frequency band corresponding to a step-up, and the pattern information 730 is a pattern representing a frequency band And the pattern information 740 may be a pattern indicating a frequency band representing a fall. The fall determining unit 340 may detect the frequencies and amplitudes extracted from the Fourier transformed 75 Fourier information, and store the preliminarily stored and stored values by experiment. Based on the pattern information 710, 720, 730, and 740, it is possible to determine again whether the movement of the pedestrian corresponds to fall, jumping, running, or stair climbing.

예를 들어, SVM값이 임계값 1.7g보다 커서 1차적으로 낙상으로 판단된 상태에서, FFT 변환된 값들과 패턴 정보들(710, 720, 730, 740)에 기초하여 패턴 매칭을 수행한 결과, 보행자의 움직임에 따른 FFT 값들이 패턴 정보(710)와 매칭되면, 낙상 결정부(340)는 보행자가 달리기 중인 것으로 결정할 수 있다. 즉, 1차적으로는 낙상으로 결정하였으나, 재판단 시 패턴 매칭을 이용하여 낙상이 아닌 달리기로 최종 결정할 수 있다. 이처럼, 패턴 매칭을 이용하여 2차적으로 낙상 여부를 판단함으로써, 낙상과 유사한 달리기, 제자리 뛰기, 계단 오르기를 구분하여, 낙상 여부를 보다 정확히 판단할 수 있다. For example, when pattern matching is performed based on the FFT-converted values and the pattern information 710, 720, 730, and 740 in a state where the SVM value is larger than the threshold value 1.7g and is determined to fall first, If the FFT values according to the movement of the pedestrian match the pattern information 710, the fall determining unit 340 can determine that the pedestrian is running. In other words, although it is decided to fall first, it can be finally decided by running, not falling, using pattern matching at the time of re-judgment. Thus, it is possible to more accurately determine whether or not a fall occurs by classifying the running, running, and stair climb similar to a fall by judging whether or not the fall is secondary by using pattern matching.

마찬가지로, 낙상 결정부(340)는 보행자의 움직임에 따른 FFT 값들이 패턴 정보(720)와 매칭되면, 보행자의 움직임이 계단 오르기 상태인 것으로 최종 결정하고, 보행자의 움직임에 따른 FFT 값들이 패턴 정보(730)와 매칭되면, 보행자의 움직임이 제자리 뛰기 상태인 것으로 최종 결정할 수 있다. 예컨대, 낙상 결정부(340)는 보행자의 움직임에 따른 FFT 값들을 대상으로 낙상을 나타내는 3Hz 이하에 해당하는 FFT 값들을 추출할 수 있다. 그리고, 추출된 FFT 값들의 개수가 기정의된 기준개수 이상이면, 낙상 결정부(340)는 낙상으로 최종 결정할 수 있다. 즉, 3Hz 이하에 해당하는 FFT 값들이 기준 개수 이상으로 많이 존재하면, 낙상으로 최종 결정될 수 있다.Likewise, if the FFT values corresponding to the movement of the pedestrian match the pattern information 720, the fall determining unit 340 finally determines that the movement of the pedestrian is in the step-up state, and determines that the FFT values according to the movement of the pedestrian are pattern information 730), it can be finally determined that the movement of the pedestrian is in a state of a jump. For example, the fall determining unit 340 may extract FFT values corresponding to a fall of 3 Hz or less, which represent falls, with respect to FFT values according to the motion of a pedestrian. If the number of extracted FFT values is equal to or greater than the predetermined reference number, the fall determining unit 340 can finally determine a fall. That is, if the FFT values corresponding to 3 Hz or less are present in excess of the reference number, it can be finally determined as a fall.

이때, 보행자의 움직임에 따른 FFT 값들이 패턴 정보(740)와 매칭되면, 낙상 결정부(340)는 보행자에게 낙상이 발생한 것으로 최종 결정할 수 있다. 이처럼, 보행자에게 낙상이 발생한 것으로 최종 결정됨에 따라, 정보 수신부(310)는 각 보행자들이 소지한 낙상 판단 시스템들을 관리하는 서버(130) 및 클라우드 푸시 서버(즉, 클라우드 서버, 140)와 연동하여 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말로 보행자의 낙상을 알리는 정보를 전송할 수 있다.At this time, if the FFT values according to the movement of the pedestrian match the pattern information 740, the fall determining unit 340 can finally determine that a fall has occurred to the pedestrian. As a result, the information receiving unit 310 can operate in conjunction with the server 130 and the cloud push server (i.e., the cloud server 140) managing fall determination systems held by the respective pedestrians, It is possible to transmit information informing the fall of the pedestrian to the registered guardian terminal, emergency terminal, and emergency terminal.

도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서, 클라우드 서버와 연동하여 보행자의 낙상 발생을 알리는 정보를 제공하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining an operation of providing information informing occurrence of a fall of a pedestrian in cooperation with a cloud server in an embodiment of the present invention.

도 8에서는 기존의 푸시 메시지(push message) 기능을 이용하여 보행자의 낙상 발생을 보호자, 응급 기관, 구급대 등에 알리는 경우를 도시한 것이다. FIG. 8 shows a case in which the occurrence of a fall of a pedestrian is informed to a guardian, an emergency institution, a paramedic, etc. by using a conventional push message function.

예를 들어, 구글 푸시 메시지(G.C.M) 등이 푸시 메시지로 이용될 수 있다. G.C.M(Google Cloud Message)이란 개발자가 서버에서 자신의 안드로이드 앱(Android App)으로 데이터를 전송해주는 구글의 푸시 메시지 서비스(Push Message Service)를 의미할 수 있다. 보행자에게 SVM값에 기반하는 1차 및 FFT값에 기반하는 2차 모두에서 낙상이 발생한 것으로 결정된 경우, 정보 수신부(310)는 GCM을 통해 보호자, 응급 기관, 구급대 등에 낙상 발생을 알리는 메시지를 전송할 수 있다. 푸시 메시지를 이용하기 위해 서버(801)는 클라우드 푸시 서버(802)로부터 프로젝트 ID(Project ID) 및 API 키(key)를 신청하여 할당받을 수 있다. 그리고, 서버(801)는 할당된 프로젝트 ID, API 키 및 낙상 판단 시스템(803)의 식별 정보를 연관하여 저장 및 관리할 수 있다.For example, a Google Push message (G.C.M.) or the like may be used as a push message. Google Cloud Message (G.C.M) can refer to Google's Push Message Service, which allows developers to send data from their servers to their Android apps. If it is determined by the pedestrian that the fall has occurred in both the first based on the SVM value and the second based on the FFT value, the information receiving unit 310 may transmit a message informing the guardian, the emergency institution, have. In order to utilize the push message, the server 801 may request and receive a project ID and an API key from the cloud push server 802. The server 801 may store and manage the assigned project ID, the API key, and the identification information of the fall determination system 803 in association with each other.

일례로, 화살표 ①에서, 보행자에게 낙상이 발생하여 낙상을 알리는 정보가 낙상 판단 시스템(803)으로부터 수신된 경우, 서버(801)는 낙상 판단 시스템(803)의 식별 정보에 기초하여 기등록된 보호자의 단말 전화번호, 응급기관의 전화번호, 구급대의 전화번호를 데이터베이스(미도시)에서 추출할 수 있다. 여기서, 데이터베이스는 서버(801)에 포함될 수도 있고, 서버(801)와는 별도로 존재하여 네트워크를 통해 정보를 주고받을 수 있다.For example, in a case where a fall occurs in the arrow ① and information for informing the fall is received from the fall determination system 803, the server 801 calculates the fall determination information based on the identification information of the fall determination system 803, The telephone number of the emergency unit, and the telephone number of the emergency unit from a database (not shown). Here, the database may be included in the server 801 or may exist separately from the server 801 to exchange information through the network.

화살표 ②에서, 서버(802)는 추출된 보호자, 응급기관, 구급대의 전화번호를 포함하는 메시지와 낙상을 알리기 위해 이용될 API 키(Key) 정보, 및 낙상 판단 시스템(803)의 식별 정보(예컨대, 보행자의 ID, 전화번호 등)을 클라우드 푸시 서버(802)로 전송할 수 있다.In arrow (2), the server 802 receives a message including a telephone number of the extracted guardian, emergency agency, and emergency unit, API key information to be used for notifying fall, and identification information of the fall determination system 803 , Pedestrian ID, phone number, etc.) to the cloud push server 802. [

그러면, 푸시 서버(802)는 보호자의 단말 전화번호, 낙상 판단 시스템의 식별 정보, 및 API 키 정보에 기초하여 보호자의 단말로 보행자에게 낙상이 발생하였음을 알리는 푸시 메시지를 보호자의 단말로 전송할 수 있다. 예컨대, '010-111-1234(보행자의 전화번호)님께 낙상 사고가 발생하였습니다.'를 알리는 푸시 메시지가 보호자의 단말로 전송될 수 있다. 동시에, '010-111-1234(보행자의 전화번호)님께 낙상 사고가 발생하였습니다.'를 알리는 푸시 메시지가 응급 기관의 단말 및 구급대의 단말로 전송될 수 있다. 이처럼, 푸시 메시지를 이용하여 낙상 여부를 알림으로써, 사고자가 응급기관 및 보호자 등으로부터 응급 조치, 낙상으로 인한 병원 수송 등의 적절한 피드백(Feedback)을 제공받을 수 있다.Then, the push server 802 can transmit a push message to the guardian's terminal based on the terminal telephone number of the guardian, the identification information of the fall determination system, and API key information to inform the pedestrian of the occurrence of a fall to the terminal of the guardian . For example, a push message informing '010-111-1234 (a pedestrian's phone number) has fallen' can be transmitted to the guardian's terminal. At the same time, a push message informing '010-111-1234 (a pedestrian's telephone number has occurred)' can be transmitted to the terminal of the emergency institution and the terminal of the emergency unit. As described above, by using the push message to inform the user of the fall, the accident can receive appropriate feedback from the emergency institution or the guardian, such as emergency measures, hospital transportation due to falls, and the like.

이상에서 설명한 바와 같이, 관성 정보에 기반하는 SVM 값과 임계값에 기초하여 1차적으로 낙상 여부를 판단하고, 낙상 판단 시 FFT 값에 기반하는 패턴 매칭을 통해 2차적으로 낙상 여부를 판단함으로써, 낙상 판단의 정확도를 향상시킬 수 있다. 즉, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기와 같이 낙상과는 SVM 값이 구분이 어려운 행동의 경우, 달리기, 계단 오르기, 제자리 뛰기 시에만 발생하는 특정 주파수 대역과 1차적으로 낙상 판단으로 결정될 때 이용된 SVM값의 FFT 정보를 비교함으로써, 1차 판단된 낙상이 진짜 낙상인지, 또는 제자리 뛰기, 계단 오르기, 달리기인지 여부를 다시 한 번 2차 판단하여 낙상 판단의 정확도를 높일 수 있다. 예컨대, SVM 값이 1.7g 보다 크고, 변환된 FFT 값들에 3Hz 이하의 성분이 많으면 낙상으로 최종 결정될 수 있다.As described above, whether or not a fall is primarily determined based on the SVM value and the threshold value based on the inertia information, and when the fall is determined, it is determined whether or not the fall is secondarily detected through pattern matching based on the FFT value. The accuracy of judgment can be improved. In other words, in the case of a behavior in which the SVM value is difficult to distinguish from falls such as running, stair climbing, and jumping, the SVM used in determining a certain frequency band occurring only during running, stair climbing, The accuracy of the fall determination can be improved by judging again whether the fall determined first is a true fall or whether it is a jump, a step up, or a run. For example, if the SVM value is larger than 1.7 g and the transformed FFT values have a component less than 3 Hz, the fall can be finally determined.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (10)

보행자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 보행자의 움직임에 따른 관성 정보를 수신하는 단계;
상기 관성 정보에 기초하여 SVM(Signal Vector Magnitude) 값을 계산하는 단계;
기정의된 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하는 단계; 및
상기 푸리에 변환된 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 단계;
를 포함하고,
상기 관성 정보는 Async Task를 이용하여 상기 SVM 값을 계산하기 위한 메인 쓰레드(Main Thread)와 상기 푸리에 변환을 수행하기 위한 작업 쓰레드(Work Thread)로 분리되어 독립적으로 처리되고,
상기 SVM 값을 계산하는 단계는,
기정의된 기준시간 마다 상기 웨어러블 디바이스로부터 상기 관성 정보를 수신하여 버퍼에 임시 저장하는 단계; 및
상기 버퍼에 임시 저장된 관성 정보를 SVM값으로 변환하여 상기 버퍼에 임시 저장하는 단계
를 포함하고,
상기 푸리에 변환을 수행하는 단계는,
상기 버퍼에 임시 저장된 SVM 값들 중 기정의된 샘플링 사이즈에 해당하는 SVM 값들을 어레이 리스트(Array List)에 추가하는 단계; 및
상기 어레이 리스트(Array List)에 추가된 SVM 값들을 대상으로 푸리에 변환을 수행하는 단계
를 포함하는 낙상 판단 방법.
Receiving inertia information according to a movement of a pedestrian from a wearable device worn by a pedestrian;
Calculating a signal vector magnitude (SVM) value based on the inertia information;
Performing a Fourier transform on the SVM values for a predetermined period of time; And
Determining whether a fall of the pedestrian is based on pattern information based on the Fourier-transformed information and pattern information indicating a motion of a predetermined pedestrian;
Lt; / RTI >
The inertia information is separately processed into a main thread for calculating the SVM value using the Async Task and a work thread for performing the Fourier transform,
The step of calculating the SVM value comprises:
Receiving the inertia information from the wearable device at a predetermined reference time and temporarily storing the inertia information in a buffer; And
Converting the inertia information temporarily stored in the buffer into an SVM value and temporarily storing the SVM value in the buffer
Lt; / RTI >
Wherein performing the Fourier transform comprises:
Adding SVM values corresponding to a predetermined sampling size of SVM values temporarily stored in the buffer to an array list; And
Performing Fourier transform on the SVM values added to the array list
And a fall determination method.
제1항에 있어서,
상기 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보는,
보행자의 움직임에 따라 서로 다른 특정 주파수 대역으로 구분되는 복수의 패턴을 포함하는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pattern information indicating the movement of the pedestrian,
Including a plurality of patterns classified into different specific frequency bands according to the movement of a pedestrian
And a fall determination method.
제1항에 있어서,
상기 푸리에 변환을 수행하는 단계는,
상기 계산된 SVM 값과 기정의된 임계값에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 1차적으로 판단하는 단계; 및
상기 보행자가 낙상한 것으로 1차적으로 판단됨에 따라, 상기 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환을 수행하는 단계
를 포함하는 낙상 판단 방법.
The method according to claim 1,
Wherein performing the Fourier transform comprises:
Determining whether the pedestrian falls or not based on the calculated SVM value and a predetermined threshold value; And
Performing Fourier transform on the SVM values for the predetermined time as the pedestrian is primarily determined to have fallen,
And a fall determination method.
제3항에 있어서,
상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 단계는,
패턴 정보를 이용하여 상기 1차적으로 판단된 보행자의 낙상 여부를 재판단하는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 방법.
The method of claim 3,
The step of determining whether the pedestrian has fallen comprises:
And re-determining whether or not the pedestrian primarily determined based on the pattern information is fallen
And a fall determination method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 클라우드 푸시 서버를 통해 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나에 상기 보행자의 낙상을 알리는 정보가 제공되는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 방법.
The method according to claim 1,
When it is determined that the pedestrian has fallen, at least one of the guardian terminal, the emergency terminal, and the emergency terminal, previously registered through the cloud push server, is provided with information informing the fall of the pedestrian
And a fall determination method.
제1항에 있어서,
상기 보행자가 낙상한 것으로 결정된 경우, 보행자의 낙상을 알리는 푸시 메시지(push message)가 기등록된 보호자 단말, 구급대 단말, 및 응급 기관 단말 중 적어도 하나로 전송되는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 방법.
The method according to claim 1,
If the pedestrian is determined to have fallen, a push message informing the fall of the pedestrian is transmitted to at least one of the pre-registered guardian terminal, the emergency terminal, and the emergency agent terminal
And a fall determination method.
제1항에 있어서,
상기 웨어러블 디바이스는,
손목 밴드 타입(type)으로 제작되어 상기 보행자에게 착용되며, 상기 보행자의 이동에 따른 움직임을 측정하는 관성 측정 센서를 포함하는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 방법.
The method according to claim 1,
The wearable device,
And an inertia measurement sensor which is manufactured as a wrist band type and is worn by the pedestrian and measures a movement of the pedestrian by the movement of the pedestrian
And a fall determination method.
보행자가 착용한 웨어러블 디바이스로부터 보행자의 움직임에 따른 관성 정보를 수신하는 정보 수신부;
상기 관성 정보에 기초하여 SVM(Signal Vector Magnitude) 값을 계산하는 계산부;
기정의된 일정 시간 동안의 SVM 값들에 대해 푸리에 변환을 수행하는 푸리에 변환부; 및
상기 푸리에 변환된 정보에 기반하는 패턴 정보와 기정의된 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보에 기초하여 상기 보행자의 낙상 여부를 결정하는 낙상 결정부
를 포함하고,
상기 관성 정보는 Async Task를 이용하여 상기 SVM 값을 계산하기 위한 메인 쓰레드(Main Thread)와 상기 푸리에 변환을 수행하기 위한 작업 쓰레드(Work Thread)로 분리되어 독립적으로 처리되고,
상기 계산부는,
기정의된 기준시간 마다 상기 웨어러블 디바이스로부터 상기 관성 정보를 수신하여 버퍼에 임시 저장하고, 상기 버퍼에 임시 저장된 관성 정보를 SVM값으로 변환하여 상기 버퍼에 임시 저장하고,
상기 푸리에 변환부는,
상기 버퍼에 임시 저장된 SVM 값들 중 기정의된 샘플링 사이즈에 해당하는 SVM 값들을 어레이 리스트(Array List)에 추가하고, 상기 어레이 리스트(Array List)에 추가된 SVM 값들을 대상으로 푸리에 변환을 수행하는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 시스템.
An information receiving unit for receiving inertia information according to a movement of a pedestrian from a wearable device worn by a pedestrian;
A calculation unit for calculating a signal vector magnitude (SVM) value based on the inertia information;
A Fourier transform unit for performing a Fourier transform on the SVM values for a predetermined period of time; And
Based on the pattern information based on the Fourier-transformed information and the pattern information indicating the movement of the pedestrian determined,
Lt; / RTI >
The inertia information is separately processed into a main thread for calculating the SVM value using the Async Task and a work thread for performing the Fourier transform,
The calculation unit may calculate,
Receiving the inertia information from the wearable device at a predefined reference time, temporarily storing the inertia information in the buffer, converting the inertia information temporarily stored in the buffer into an SVM value, and temporarily storing the SVM value in the buffer,
Wherein the Fourier transform unit comprises:
Adding SVM values corresponding to a predetermined sampling size of SVM values temporarily stored in the buffer to an array list and performing Fourier transform on SVM values added to the array list
And a fall determination system.
제9항에 있어서,
상기 보행자의 움직임을 나타내는 패턴 정보는,
보행자의 움직임에 따라 서로 다른 특정 주파수 대역으로 구분되는 복수의 패턴을 포함하는 것
을 특징으로 하는 낙상 판단 시스템.
10. The method of claim 9,
Wherein the pattern information indicating the movement of the pedestrian,
Including a plurality of patterns classified into different specific frequency bands according to the movement of a pedestrian
And a fall determination system.
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