KR100734624B1 - Apparatus and method for helping safe walking using bio signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생체신호를 이용한 안전 보행 보조 장치에 관한 것으로, 특히 사람의 보행을 보조하는 막대기 형태의 안전 보행 보조장치의 위치 및 가속도 측정방법을 이용하여 사용자의 넘어짐 상태 및 이동 상황을 판단하는 동작 측정 센서; 상기 안전 보행 보조장치에서 상기 사용자의 손이 접촉하는 부위에 부착되고 상기 사용자의 손으로부터 생체신호를 측정하기 위한 복수의 생체신호 측정센서들; 상기 복수의 측정센서들로부터 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 센서신호 측정부; 상기 센서신호 측정부를 통해 변환된 측정신호를 이용하여 상기 사용자의 상태를 판단할 수 있는 센서신호 판단부; 및 상기 센서신호 판단부로부터 판단된 결과를 알려주기 위한 결과알림수단을 포함한다.The present invention relates to a safety walking assistance device using a bio-signal, and in particular, an operation measurement for determining a fall state and a movement state of a user using a method of measuring the position and acceleration of a safety walking assistance device having a stick shape to assist a person's walking. sensor; A plurality of biosignal measuring sensors attached to a portion where the user's hand contacts in the safety walking assistance device, and configured to measure a biosignal from the user's hand; A sensor signal measuring unit for converting the analog signal measured from the plurality of measuring sensors into a digital signal; A sensor signal determination unit configured to determine a state of the user by using the measurement signal converted by the sensor signal measurement unit; And result notification means for informing the result determined from the sensor signal determination unit.
보행 보조 장치, 생체 신호, 체온, 맥박, 동작 센서 Gait Assist, Biological Signal, Body Temperature, Pulse, Motion Sensor
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 적용되는 손에서 측정되는 생체 신호의 종류 및 위치를 나타낸 도면.1 is a view showing the type and location of the bio-signals measured in the hand applied in the first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 적용되는 손목에서 측정되는 생체 신호의 종류 및 위치를 나타낸 도면.2 is a view showing the type and location of the bio-signals measured in the wrist applied to the second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치 중 지팡이의 구조를 나타낸 도면.3 is a view showing the structure of a cane in a safety walking assistance device using a bio-signal according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치 중 지팡이의 구조를 나타낸 도면.4 is a view showing the structure of a cane in a safety walking assistance device using a bio-signal according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치의 구조를 나타낸 도면.5 is a view showing the structure of a safety walking assistance device using a bio-signal according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 절차를 나타낸 흐름도.6 is a flow chart illustrating a safety walking assistance procedure using a bio-signal according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치 중 지팡이를 손으로 잡았을 때의 모습을 나타낸 측면도.Figure 7 is a side view showing the state when holding the cane in the safety walking aid device using a bio-signal according to the first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치 중 지팡이를 손으로 잡았을 때의 모습을 나타낸 측면도.Figure 8 is a side view showing the state when holding the cane in the safety walking aid device using a biological signal according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100, 210, 700, 801 : 맥박 측정 부위100, 210, 700, 801: pulse measuring site
110, 200, 220, 701, 800, 802 : 체온 측정 부위110, 200, 220, 701, 800, 802: body temperature measurement site
300, 400 : 보행 보조 장치 301, 401, 403 : 체온 측정 센서300, 400:
302, 402 : 맥박 측정 센서 303, 404, 501 : 동작 측정 센서302, 402:
304, 408, 502 : 센서 신호 측정부 305, 407, 503 : 센서 신호 판단부304, 408, 502: sensor
306, 408, 809 : 입력부 307, 409, 504 : 측정 결과 표시부306, 408, 809:
308, 410, 508 : 스피커 309, 411, 506 : 위치 추적부308, 410, 508:
310, 412, 507 : 무선 통신부 405 : 손목 링310, 412, 507: wireless communication unit 405: wrist ring
406 : 연결선 500 : 생체 신호 측정 센서406: connecting line 500: biological signal measuring sensor
505 : 제어부505: control unit
본 발명은 보행 보조 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보행 보조 장치에 생체 신호를 측정하는 장치를 구비함으로써 보행자의 안전한 보행을 보조하는 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a walking assistance device and a method thereof, and more particularly, to a safety walking assistance device using a biosignal for assisting a pedestrian's safe walking by including a device for measuring a biosignal in a walking assistance device and a method thereof. will be.
일반적으로 보행이 불편한 노인 또는 장애인들은 원활한 보행을 위한 보행 보조 장치를 사용하게 된다. 또한, 사고로 인하여 다리를 다쳤을 경우에도 이와 같은 보행 보조 장치를 사용하게 된다. 상기 보행 보조 장치의 종류로는 다양한 장치들이 있다. 예컨대, 노인들이 많이 사용하는 지팡이를 포함하여 병원에서 환자들이 사용하는 목발, 보행 스탠드, 보행 프레임, 휠체어 등이 있으며, 그 종류 또한 사용자의 편의에 맞게 다양하게 제작되고 있다.In general, the elderly or disabled people who are uncomfortable walking use a walking aid device for smooth walking. In addition, even when the leg is injured due to an accident, such a walking assistance device is used. There are various types of walk assistance devices. For example, there are crutches, walking stands, walking frames, wheelchairs used by patients in hospitals, including canes used by the elderly, and the types thereof are also variously manufactured to suit the user's convenience.
한편, 상기 보행 보조 장치는 보행이 불편한 사람들이 사용하는 보조 수단으로서 사용자의 건강 상태의 파악과 원활한 보조 여부의 판단이 중요하게 고려될 수가 있다. 즉, 보행 보조 장치를 사용하는 사용자가 넘어지거나 갑작스런 신체 이상으로 응급한 상황이 발생할 경우 이를 통지하고 신속하게 대처할 수 있는 방법들이 요구되어 지고 있다.On the other hand, the walking aid device may be considered important to determine the health status of the user and whether or not smooth assistance as an auxiliary means used by people who are uncomfortable to walk. In other words, there is a demand for a method of notifying and promptly responding to an emergency situation due to a fall of a user using a walking assistance device or a sudden physical abnormality.
그러나 현재의 보행 보조 장치들은 단순히 이동을 위한 보행 보조 기능만이 있으며, 사용자의 상태를 파악할 수 있는 장치가 구비되고 있지 않은 실정이다. 또한, 일반적으로 건강 상태를 측정하는 장치들의 경우 어깨끈 형태의 장치 및 컴퓨터 마우스 형태의 장치 등이 있다. 그러나 상기 어깨끈 형태의 장치는 몸속에 착용을 하여야 하므로 불편함이 많으며, 상기 컴퓨터 마우스 형태의 장치는 이동성에 제약을 받는다는 문제점이 있다.However, the current walk assistance devices merely have a walk assistance function for movement, and there is no device for identifying a user's state. Also, in general, devices for measuring a health condition include a device in the form of a shoulder strap and a device in the form of a computer mouse. However, the shoulder strap-type device has a lot of inconvenience because it must be worn in the body, the computer mouse-type device has a problem that the mobility is limited.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 생체 신호를 이용하여 건강상태 및 응급상황을 모니터링 할 수 있는 안전 보행 보조 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a safety walking assistance device and method that can monitor a health condition and emergency using a bio-signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호를 이용한 안전 보행 보조 장치는, 사람의 보행을 보조하는 막대기 형태의 안전 보행 보조장치에 있어서, 상기 안전 보행 보조장치의 위치 및 가속도 측정방법을 이용하여 사용자의 넘어짐 상태 및 이동 상황을 판단하는 동작 측정 센서; 상기 안전 보행 보조장치에서 상기 사용자의 손이 접촉하는 부위에 부착되고 상기 사용자의 손으로부터 생체신호를 측정하기 위한 복수의 생체신호 측정센서들; 상기 복수의 측정센서들로부터 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 센서신호 측정부; 상기 센서신호 측정부를 통해 변환된 측정신호를 이용하여 상기 사용자의 상태를 판단할 수 있는 센서신호 판단부; 및 상기 센서신호 판단부로부터 판단된 결과를 알려주기 위한 결과알림수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Safety walking assistance device using a bio-signal according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the safety walking aid device of the bar-shaped to assist the human walking, the position and acceleration measurement of the safety walking assistance device A motion measuring sensor for determining a fall state and a movement state of a user using a method; A plurality of biosignal measuring sensors attached to a portion where the user's hand contacts in the safety walking assistance device, and configured to measure a biosignal from the user's hand; A sensor signal measuring unit for converting the analog signal measured from the plurality of measuring sensors into a digital signal; A sensor signal determination unit configured to determine a state of the user by using the measurement signal converted by the sensor signal measurement unit; And a result notifying means for informing the result determined by the sensor signal determining unit.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호를 이용한 안전 보행 보조 장치는, 사람의 보행을 보조하는 막대기 형태의 안전 보행 보조장치에 있어서, 상기 안전 보행 보조장치의 위치 및 가속도 측정방법을 이용하여 사용자의 넘어짐 상태 및 이동 상황을 판단하는 동작 측정 센서; 상기 사용자의 손목으로부터 생체신호를 측정하기 위한 복수의 생체신호 측정센서들이 부착된 손목 링; 상기 손목 링에 부착된 생체신호 측정센서와 상기 안전 보행 보조장치의 정보처리 부분과 연결시켜 주는 연결라인; 상기 복수의 생체신호 측정센서들로부터 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 센서신호 측정부; 상기 센서신호 측정부를 통해 변환된 측정신호를 이용하여 상기 사용자의 상태를 판단할 수 있는 센서신호 판단부; 및 상기 센서신호 판단부로부터 판단된 결과를 알려주기 위한 결과알림수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the safety walking assistance device using a bio-signal according to another embodiment of the present invention, in the safety walking aid device of the bar shape to assist the human walking, the user using the method of measuring the position and acceleration of the safety walking assistance device A motion measuring sensor for determining a falling state and a moving state of the; A wrist ring to which a plurality of biosignal measuring sensors are attached to measure a biosignal from the wrist of the user; A connection line connecting the biosignal measuring sensor attached to the wrist ring and the information processing part of the safety walking aid; A sensor signal measuring unit configured to convert analog signals measured by the plurality of biosignal measuring sensors into digital signals; A sensor signal determination unit configured to determine a state of the user by using the measurement signal converted by the sensor signal measurement unit; And a result notifying means for informing the result determined by the sensor signal determining unit.
아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 생체신호를 이용한 안전 보행 보조 방법은, 사람의 보행을 보조하는 막대기 형태의 안전 보행 보조장치의 위치 및 가속도 측정방법을 이용하여 사용자의 넘어짐 상태 및 이동상황을 판단하는 제1단계; 상기 사용자의 손 또는 손목으로부터 생체신호를 측정하기 위하여 상기 안전 보행 보조장치에 구비된 센서를 통해 상기 사용자의 생체신호를 측정하는 제2단계; 상기 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 제3단계; 상기 제1단계의 판단결과 및 제3단계의 변환된 신호를 이용하여 사용자의 건강상태 및 응급상황을 판단하고, 그 판단결과를 결과 알림 수단을 통해 통보하는 제4단계; 및 상기 판단결과가 사용자의 응급 상태인 경우 스피커를 통해 응급 메시지를 출력시키는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the safety walking assistance method using a bio-signal according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the user falls down using the method of measuring the position and acceleration of the safety walking assistance device in the form of a stick to assist the human walking. A first step of determining a state and a moving situation; A second step of measuring the bio-signal of the user through a sensor provided in the safety walking assistance device to measure the bio-signal from the hand or wrist of the user; Converting the analog signal measured by the sensor into a digital signal; A fourth step of determining a user's health condition and an emergency situation using the determination result of the first step and the converted signal of the third step, and notifying the result of the determination through a result notification means; And a fifth step of outputting an emergency message through a speaker when the determination result is an emergency state of the user.
본 발명은 보행자의 안전 보행 보조 장치와 보행자가 접촉하는 위치에 생체 신호를 측정할 수 있는 생체 신호 측정 장치를 구비하여 보행자의 생체 신호의 변화를 감지함으로써 보행자의 안전한 보행을 보조하는 장치를 제안한다.The present invention proposes a device for assisting a pedestrian's walking safely by detecting a change in a pedestrian's biosignal by providing a biosignal measuring device capable of measuring a biosignal at a location where the pedestrian's safety walking assistance device contacts a pedestrian. .
상기 본 발명이 적용되는 안전 보행 보조 장치의 예로는 지팡이, 목발, 보행 스텐드, 보행 프레임, 휠체어 등이 있다. 상기 생체 신호 측정을 위한 센서는 측정을 용이하게 하기 위하여 상기 보행 보조 장치와 보행자의 손 또는 손목이 접속하는 부분에 구비된다. 따라서, 상기 본 발명은 다양한 형태의 보행 보조 장치들에 적용이 가능하게 된다. 이하 설명에서는 가장 일반적으로 사용되는 지팡이에 적용한 경우를 실시 예로 설명하기로 한다.Examples of the safety walking aid device to which the present invention is applied include a cane, crutches, walking stand, walking frame, wheelchair, and the like. The sensor for measuring the physiological signal is provided at a portion where the walking assistance device and the pedestrian's hand or wrist are connected to facilitate the measurement. Therefore, the present invention can be applied to various types of walking assistance devices. In the following description, the case is applied to the most commonly used cane will be described as an example.
한편, 본 발명은 지팡이에 대한 적용에 한정되지 않으며 동일한 방법으로 목발, 보행 스탠드, 보행 프레임, 휠체어 등에도 적용이 가능하다. 특히, 지팡이 또는 목발의 경우에는 사용자가 서 있을 경우에는 지표면과 수직을 이루고 있으나, 사용자가 순간적으로 넘어질 경우에는 함께 눕혀진 상태로 전환된다. 따라서, 상기 지팡이 또는 목발의 위치 정보 및 사용자의 상태 정보를 이용하여 사용자의 넘어짐 상태를 보다 효과적으로 판별할 수가 있게 된다.On the other hand, the present invention is not limited to the application to the cane and can be applied to crutches, walking stand, walking frame, wheelchair and the like in the same way. In particular, in the case of a cane or crutches, the user is standing perpendicular to the ground when standing, but when the user falls down momentarily, the state is converted to a lying state together. Therefore, it is possible to more effectively determine the fall state of the user by using the location information of the cane or crutches and the status information of the user.
또한, 본 발명에서는 보행자의 상태를 파악할 수 있는 정보로서 상기 생체 신호 측정을 위한 센서로부터 측정된 정보를 이용하며, 아울러 보행자의 이동 상황을 판단하여 안전 보행 여부를 파악할 수가 있게 된다.In addition, the present invention uses the information measured from the sensor for measuring the bio-signal as information to determine the state of the pedestrian, and also determine whether the pedestrian is safe walking by determining the movement of the pedestrian.
아울러, 본 발명에서는 상기 측정된 각종 정보들로부터 보행자의 건강 상태 및 응급 상황을 판단하고 그 결과를 보행자 또는 기설정된 원격지로 통보해주게 된다. 특히, 보행자가 넘어지는 경우라던지 보행자의 건강 상태가 급작스럽게 악화된 응급 상황이 발생할 경우에는 별도 구비된 스피커 등에 의해 구조 요청 신호를 출력시키고, 기설정된 원격지로 응급 상황을 신속하게 통보해줄 수가 있게 된다.In addition, in the present invention, the health status and emergency of the pedestrian are determined from the measured information, and the result is notified to the pedestrian or a predetermined remote location. In particular, when an emergency situation in which a pedestrian falls down or a pedestrian's health condition suddenly deteriorates, a rescue signal is output by a speaker provided separately, and a remote location can be notified quickly. do.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same reference numerals and the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 적용되는 손 또는 손목에서 측정되는 생체 신호의 종류 및 위치를 나타낸 도면이다. 상기 도 1은 손에서 측정 가능한 생체 신호 측정 부위를 도시하고 있으며, 체온 측정 부위(110)에서 SKT를 측정하여 체온을 측정하며, 맥박 측정 부위(100)에서 PPG를 측정하여 맥박 등을 측정한다. 한편, 도 2는 손목에서 측정 가능한 생체 신호의 측정 부위를 도시하고 있으며, 도 1의 손에서와 마찬가지로 체온 측정 부위(200, 220)에서 SKT를 측정하여 체온을 측정하며, 맥박 측정 부위(210)에서 PPG를 측정하여 맥박 등을 측정한다.1 and 2 are diagrams illustrating types and positions of bio signals measured in a hand or a wrist applied to the first and second embodiments of the present invention. FIG. 1 illustrates a biosignal measurement site that can be measured in a hand, and measures body temperature by measuring SKT at the body
한편, 상기 도 1 및 도 2는 손 또는 손목에서 측정되는 생체 신호에 대해서만 도시하였으나, 보행 보조 장치의 종류가 달라짐에 따라(예컨대, 지팡이가 아닌 목발, 보행 스텐드, 보행 프레임, 휠체어 등), 인체에서 상기 생체 신호를 측정하는 부위가 달라질 수 있다. 즉, 본 발명이 휠체어에 적용될 경우 보행자의 가슴 또는 등 부위에 생체 신호 측정 장치를 부착하도록 구현할 수도 있다.On the other hand, Figures 1 and 2 are shown only for the bio-signals measured on the hand or wrist, but as the type of walking aid device is changed (for example, crutches, walking stand, walking frame, wheelchair, etc., not a cane), the human body The site for measuring the bio-signal may vary. That is, when the present invention is applied to a wheelchair, the biosignal measuring apparatus may be attached to the chest or the back of the pedestrian.
도 3 및 도 4는 상기 도 1 및 도 2의 생체 신호 측정 부위로부터 측정된 센서 신호로부터 보행자의 상태 정보를 파악하는 생체 신호 측정 장치를 구비한 안전 보행 보조 기구(예컨대, 지팡이)(300, 400)를 나타낸 도면이다. 상기 도 3에서는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 손으로부터 생체 정보를 획득할 수 있는 안전 보행 보조 장치의 예를 설명하며, 상기 도 4에서는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 손목으로부터 생체 정보를 획득할 수 있는 안전 보행 보조 장치의 예를 설명한다. 한편, 후술하는 상기 도 3 및 도 4에서는 상기 안전 보행 보조 장치들 중에서 본 발명이 지팡이에 적용된 경우를 도시하였으나, 기타 다양한 다른 보행 보조 장치들(예컨대, 목발, 보행 스텐드, 보행 프레임, 휠체어 등)에도 동일한 방법으로 적용이 가능하다. 예컨대, 각 보행 보조 장치들에 신체(손 또는 손목 등)가 접촉하는 부분 에 상태 정보를 파악하는 생체 신호 측정 장치를 설치하는 방법이 있을 수 있으며, 상기 각 보행 보조 장치의 특정 부분에 상기 생체 신호 측정 장치를 설치하고, 보행자의 특정 신체 부위와 신호 교환하도록 구현할 수도 있다.3 and 4 are safety walking aids (eg, walking sticks) 300 and 400 having a biosignal measuring apparatus for detecting the state information of a pedestrian from sensor signals measured from the biosignal measuring portions of FIGS. 1 and 2. ). 3 illustrates an example of a safety walking assistance device capable of acquiring biometric information from a hand according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the biometric information is read from the wrist according to the second embodiment of the present invention. An example of the safety walking assistance apparatus which can be acquired is demonstrated. Meanwhile, FIGS. 3 and 4 to be described later show the case where the present invention is applied to the cane among the safety walking aids, but various other walking aids (for example, crutches, walking stand, walking frame, wheelchair, etc.). The same method can be applied. For example, there may be a method of installing a biosignal measuring apparatus that grasps state information in a portion where a body (a hand or a wrist, etc.) comes into contact with each walk assistance device, and the biosignal is located in a specific portion of each walk assistance device. A measuring device may be installed and implemented to exchange signals with specific body parts of the pedestrian.
먼저, 상기 도 3을 참조하면, 손으로부터 생체 정보를 획득하여 상태 정보를 파악하는 생체 신호 측정 장치는 도시된 바와 같이 안전 보행 보조 장치(예컨대, 지팡이)(300)의 손으로 잡는 부분의 주변에 위치하게 된다.First, referring to FIG. 3, a biosignal measuring apparatus for acquiring biometric information from a hand to grasp state information may be located around a portion of a hand held by a safety walking assistance device (eg, a cane) 300 as shown. Will be located.
상기 생체 신호 측정 장치는 체온 측정 센서(301), 맥박 측정 센서(302), 동작 측정 센서(303) 등으로 구성된 센서 신호 측정부(304)와, 센서 신호 판단부(305), 입력부(306), 측정 결과 표시부(307), 스피커(308), 위치 추적부(309), 무선 통신부(310) 등으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 생체 신호 측정 장치는 도시된 바와 같이 그 위치 및 구현에 따라 각종 기능부가 분산되어 배치되거나 일부 또는 전부를 하나의 구성으로 구현하여 지팡이에 부착할 수도 있다.The biosignal measuring apparatus includes a sensor
상기 센서 신호 측정부(304)의 각 센서들로부터 측정된 맥박, 체온, 동작 등의 정보는 디지털 신호로 변환되어 상기 센서 신호 판단부(305)로 전송된다. 상기 센서 신호 판단부(305)에서는 상기 수신된 센서 정보들로부터 보행자의 건강 상태 또는 응급 상태를 파악하게 된다. 상기 입력부(306)는 사용자가 자신의 건강 상태를 파악하기 위해 장치에 대한 모드를 변경하거나 장치의 원활한 조작을 위해 정보를 입력할 수 있는 입력 수단으로서 버튼 또는 터치 스크린 등의 형태로 구현될 수 있다.Information such as pulse, body temperature, motion, etc. measured by each sensor of the sensor
상기 센서 신호 판단부(305)에서의 측정 결과는 상기 측정 결과 표시부(307) 에 표시되어 사용자에게 통보하게 되며, 상기 측정 결과 표시부(307)는 LCD, LED 등의 다양한 형태의 디스플레이 수단으로 구현될 수 있다. 상기 스피커(308)는 상기 측정 결과에 따른 사용자의 건강 정보나 응급 정보 등을 소리로서 출력시키게 된다. 특히, 응급 상황 발생시 응급 상태를 알리는 소리 또는 신호를 출력할 수가 있게 된다.The measurement result in the sensor
상기 위치 추적부(309)는 사용자의 위치를 파악하는 기능을 수행하며 GPS 등의 수단 등을 이용할 수 있다. 상기 무선 통신부(310)는 상기 측정된 건강 정보 또는 응급 상황 발생시 응급 상황 정보 등을 상기 위치 추적부(309)에서 추적한 사용자의 위치 등과 함께 기설정된 장소(집 또는 병원 등)로 통보해주는 역할을 수행한다. 상기 무선 통신부(310)는 어떠한 형태의 무선 통신 수단으로 구현 가능하다.The
즉, 상기 체온 측정 센서(301) 및 맥박 측정 센서(302)와 같은 생체 신호 센서와 가속도 센서 등으로 이루어진 동작 측정 센서(303)를 통해 안전 보행 보조 장치 사용자의 생체 신호와 동작을 측정하며, 상기 센서들에서 측정된 아날로그 신호를 센서 신호 측정부(304)에서 필터링과 A/D 컨버팅을 거쳐 디지털 신호로 바꾼다.That is, the biometric signal and the motion of the user of the safety walking assist device are measured through the
상기 센서 신호 측정부(304)에서 측정된 신호를 이용하여 센서 신호 판단부(305)에서는 상기 사용자의 건강 상태 및 응급상황을 판단한다. 상기 센서 신호 판단부(305)에서 판단된 결과는 측정 결과 표시부(307) 또는 스피커(308) 등의 결과 알림 장치를 통해 사용자에게 알려진다. 상기 센서 신호 판단부(305)에서 판단된 건강상태가 응급상황일 경우에는 상기 스피커(308)에서 도움을 청하는 소리가 주기적으로 나오며, 위치 추적부(309)를 통해 사용자의 위치를 파악하고 무선 통신부 (310)를 통해 응급 상황이 발생했음과 사용자의 위치를 미리 설정된 곳으로 알리게 된다.Using the signal measured by the sensor
다음으로, 상기 도 4를 참조하면, 손목으로부터 생체 정보를 획득하여 상태 정보를 파악하는 생체 신호 측정 장치는 도시된 바와 같이 안전 보행 보조 장치(예컨대, 지팡이) 및 상기 안전 보행 보조 장치와 연결된 손목 링(405)에서 손목의 해당 부분과 접촉하는 부분에 위치하게 된다.Next, referring to FIG. 4, the biosignal measuring apparatus for acquiring the biometric information from the wrist and identifying the status information may include a safety walking assistance device (eg, a cane) and a wrist ring connected to the safety walking assistance device. In 405 the position is in contact with the corresponding portion of the wrist.
상기 생체 신호 측정 장치는 체온 측정 센서(401, 403), 맥박 측정 센서(402), 동작 측정 센서(404) 등으로 구성된 센서 신호 측정부(405)와, 연결선(406), 센서 신호 판단부(407), 입력부(408), 측정 결과 표시부(409), 스피커(410), 위치 추적부(411), 무선 통신부(412) 등으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 생체 신호 측정 장치는 도시된 바와 같이 그 위치 및 구현에 따라 각종 기능부가 분산되어 배치되거나 일부 또는 전부를 하나의 구성으로 구현하여 지팡이에 부착할 수도 있다.The biosignal measuring apparatus includes a sensor
상기 센서 신호 측정부(405)의 각 센서들로부터 측정된 맥박, 체온, 동작 등의 정보는 디지털 신호로 변환되어 지팡이 몸체와 연결되는 상기 연결선(406)을 통해 상기 센서 신호 판단부(407)로 전송된다. 상기 센서 신호 판단부(407)에서는 상기 수신된 센서 정보들로부터 보행자의 건강 상태 또는 응급 상태를 파악하게 된다. 상기 입력부(408)는 사용자가 자신의 건강 상태를 파악하기 위해 장치에 대한 모드를 변경하거나 장치의 원활한 조작을 위해 정보를 입력할 수 있는 입력 수단으로서 버튼, 터치패드 또는 터치 스크린 등의 형태로 구현될 수 있다.Information such as pulse, body temperature, motion, etc. measured from each sensor of the sensor
상기 센서 신호 판단부(407)에서의 측정 결과는 상기 측정 결과 표시부(409)에 표시되어 사용자에게 통보하게 되며, 상기 측정 결과 표시부(409)는 LCD, LED 등의 다양한 형태의 디스플레이 수단으로 구현될 수 있다. 상기 스피커(410)는 사이 측정 결과에 따른 사용자의 건강 정보나 응급 정보 등을 소리로서 출력시키게 된다. 특히, 응급 상황 발생시 응급 상태를 알리는 소리 또는 신호를 출력할 수가 있게 된다.The measurement result of the sensor
상기 위치 추적부(411)는 사용자의 위치를 파악하는 기능을 수행하며 GPS 등의 수단 등을 이용할 수 있다. 상기 무선 통신부(412)는 상기 측정된 건강 정보 또는 응급 상황 발생시 응급 상황 정보 등을 상기 위치 추적부(411)에서 추적한 사용자의 위치 등과 함께 기설정된 장소(집 또는 병원 등)로 통보해주는 역할을 수행한다. 상기 무선 통신부(412)는 어떠한 형태의 무선 통신 수단으로 구현 가능하다.The
즉, 상기 체온 측정 센서(401, 403) 및 맥박 측정 센서(402)와 같은 생체 신호 센서와 가속도 센서 등으로 이루어진 동작 측정 센서(404)를 통해 안전 보행 보조 장치 사용자의 생체 신호와 동작을 측정하며, 상기 센서들에서 측정된 아날로그 신호를 센서 신호 측정부(405)에서 필터링과 A/D 컨버팅을 거쳐 디지털 신호로 바꾼다.That is, the biometric signal and the motion of the user of the safety walking assist device are measured through the
상기 센서 신호 측정부(405)에서 측정된 신호를 이용하여 센서 신호 판단부(407)에서는 상기 사용자의 건강 상태 및 응급상황을 판단한다. 상기 센서 신호 판단부(407)에서 판단된 결과는 측정 결과 표시부(409) 또는 스피커(410) 등의 결과 알림 장치를 통해 사용자에게 알려진다. 상기 센서 신호 판단부(407)에서 판단된 건강상태가 응급상황일 경우에는 상기 스피커(410)에서 도움을 청하는 소리가 주기적으로 나오며, 위치 추적부(411)를 통해 사용자의 위치를 파악하고 무선 통신부(412)를 통해 응급 상황이 발생했음과 사용자의 위치를 미리 설정된 곳으로 알리게 된다.Using the signal measured by the sensor
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 보행 보조 장치는 상기 도 3 또는 도 4의 체온 측정 센서(301), 맥박 측정 센서(302) 등으로 구성된 생체 신호 측정 센서(500), 가속도 센서 등으로 구성되는 동작 측정 센서(501), 센서 신호 측정부(502), 센서 신호 판단부(503), 측정 결과 표시부(504), 제어부(505), 위치 추적부(506), 무선 통신부(507), 스피커(508) 및 입력부(509) 등으로 구성될 수 있다.5 is a view showing the configuration of a safety walking assistance device using a bio-signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the safety walking assistance apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
한편, 상기 안전 보행 보조 장치의 각 구성부는 상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 장치의 외관에 따라 각종 기능부가 분산되어 배치되거나 일부 또는 전부를 하나의 구성으로 구현하여 지팡이에 부착할 수도 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 3 and 4, each component of the safety walking assistance device may be attached to a cane by distributing various functional parts or implementing some or all of them in one configuration according to the appearance of the device. have.
상기 생체 신호 측정 센서(500)에서는 각 센서의 위치 및 특성에 따라 사용자의 맥박(PPG), 체온(SKT) 등을 측정하고, 상기 동작 측정 센서(501)에서는 사용자의 동작 상태를 측정하여 상기 센서 신호 측정부(502)로 계속하여 실시간으로 전송하게 된다. 상기 센서 신호 측정부(502)에서는 상기 센서들로부터 수신된 아날로그 신호 정보를 필터링 및 아날로그 디지털 변환(A/D 컨버팅) 등의 신호 처리 과정을 거쳐 디지털 신호로 변환시키게 된다.The
상기 제어부(505)에서는 상기 센서 신호 측정부(502)로부터 디지털 변환된 센서 신호들을 센서 신호 판단부(503)로 제공한다. 상기 제어부(505)는 일반적인 시스템에서의 CPU와 같은 역할을 수행하게 된다. 상기 센서 신호 판단부(503)는 상기 센서 신호 측정부(502)로부터의 디지털 신호를 분석하여 사용자의 현재 건강 상태 또는 응급 상황을 판단하여 결과를 생성하게 된다. The
상기 센서 신호 판단부(503)에서 분석된 결과는 상기 측정 결과 표시부(504)에 표시되며, 상기 스피커(509)로도 측정 결과를 통보할 수가 있게 된다. 또한, 상기 측정 결과는 상기 무선 통신부(507)를 통해 기 설정된 장소(예컨대, 집 또는 병원)로 통보하여 가족이나 의사에게 신속하게 정보를 알릴 수가 있게 된다.The result analyzed by the sensor
한편, 상기 센서 신호 판단부(503)의 분석 결과 응급한 상황이라고 판단되었을 경우에는 상기 응급 상황 정보가 측정 결과 표시부(504) 또는 스피커(508)를 통해 출력되며, 아울러 상기 위치 추적부(506)에 의해 측정된 사용자의 위치 정보와 함께 무선 통신부(507)를 통해 기설정된 장소(예컨대, 집 또는 병원 등)로 신속하게 통보해주게 된다.On the other hand, when it is determined that an emergency situation as a result of the analysis of the sensor
따라서, 사용자의 가족 또는 의사 등으로 사용자의 상태 정보를 실시간으로 신속하게 전송함으로써 안전 보행 보조 장치 사용자의 안전한 보행을 보장받을 수가 있게 된다.Therefore, by quickly transmitting the user's status information to the family or doctor of the user in real time, it is possible to ensure safe walking of the safety walking assistance device user.
상기 입력부(509)는 상술한 바와 같이 사용자에 의해 각종 정보 입력이나 설정 변경 등의 신호가 입력되는 부분이다.As described above, the
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 절차 를 나타낸 흐름도이다. 상기 도 6을 참조하면, 먼저 상기 도 3 및 도 4에서 설명한 바와 같이 사용자의 손 또는 손목으로부터 생체신호를 측정하기 위하여 상기 안전 보행 보조 장치에 구비된 센서를 통해 사용자의 생체 신호 및 동작을 측정(S601)하게 된다. 그런 다음, 상기 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환(S602)시키게 된다.6 is a flowchart illustrating a safety walking assistance procedure using a biosignal according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, first, as described with reference to FIGS. 3 and 4, the biosignal and the motion of the user are measured through a sensor provided in the safety walking assistance device in order to measure the biosignal from the user's hand or wrist. S601). Then, the analog signal measured by the sensor is converted into a digital signal (S602).
상기 측정된 신호를 이용하여 건강 상태 및 응급 상황을 판단(S603)하고, 상기 판단 결과를 디스플레이 장치 또는 스피커를 통해 통보(S604)해주게 된다.The health state and the emergency situation are determined using the measured signal (S603), and the determination result is notified through the display device or the speaker (S604).
한편, 상기 측정에 따른 판단 결과 사용자의 상태가 응급 상태로 판단될 경우(S605)에는 스피커를 통해 응급 메시지를 출력(S606)시키게 되며, 상술한 바와 같이 위치 추적부를 통해 사용자의 위치 정보를 획득(S607)하고 기설정된 곳으로 응급 상황 및 위치 정보를 전송(S608)하게 된다.On the other hand, when it is determined that the user's state is an emergency state as a result of the measurement (S605), the emergency message is output through the speaker (S606), and as described above, the user's location information is obtained through the location tracking unit ( S607) and transmits the emergency situation and location information to a predetermined place (S608).
도 7 및 도 8은 상술한 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 생체 신호를 이용한 안전 보행 보조 지팡이를 손 및 손목으로 잡았을 때의 모습을 나타낸 측면도이다.FIG. 7 and FIG. 8 are side views illustrating a state in which the safety walking aid wand using the bio signals according to the first and second embodiments of the present invention is held by a hand and a wrist.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 안전 보행 보조 장치를 이용할 경우, 엄지의 아래 안쪽(700)과 안전 보행보조 장치의 체온 측정 센서(301)부분이 접촉하여 SKT를 측정하고, 검지 끝부분(701)과 안전 보행 보조 장치의 맥박 측정 센서(302)부분이 접촉하여 PPG를 측정한다.Referring to FIG. 7, when using the safety walking assistance device according to the first embodiment of the present invention, the inside of the
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 안전 보행 보조 장치를 이용할 경우, 손목 양쪽(800, 802)과 안전 보행 보조 장치의 체온 측정 센서(401, 403)부분이 각각 접촉하여 SKT를 측정하고, 손목 안쪽 중간(801)과 안전 보행 보조 장치의 맥박 측정 센서(402)부분이 접촉하여 PPG를 측정한다.Referring to FIG. 8, in the case of using the safety walking assistance device according to the second embodiment of the present invention, SKT may contact each of the
상기에서는 한 손을 이용한 지팡이 형태의 안전 보행보조 장치의 예를 보였으며, 두 손을 이용하는 지팡이 또는 휠체어 형태의 안전 보행보조 장치의 경우에는 상술한 바와 같이 맥박, 혈액뿐만 아니라 뇌파(EGC), 심전도(ECG), 혈류량, 교감 신경, 부교감신경 반응 등의 추가적인 생체 신호를 측정할 수 있다.The above shows an example of a walking aid device in the form of a cane using one hand, and in the case of a walking aid device in the form of a cane or wheelchair using two hands, as described above, not only pulse and blood but also EEG and ECG. Additional biosignals can be measured such as (ECG), blood flow, sympathetic, parasympathetic response.
본 발명에 따른 생체신호를 이용한 안전 보행 보조 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송과 같이 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.The safe walking assistance method using the biosignal according to the present invention may be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves such as transmission over the Internet. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by those equivalent to the claims.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 거동이 불편하여 보행 보조 장치를 이용하는 경우, 또는 등산 등의 야외 활동에서 보행보조 장치를 이용하는 경우에 생체 신호를 이용함으로써 안전한 이동을 제공한다. 또한, 간편한 착용과 이동성을 제공하고 응급 상황에 대한 서비스를 제공함으로써, 보행 보조 장치가 필요한 사람이 편리하고 안전하게 이동할 수 있는 안전 보행보조 장치의 구현이 가능하게 된다.According to the present invention as described above, in the case of using the walking aid device due to inconvenient behavior, or in the case of using the walking aid device in outdoor activities such as mountain climbing, a safe movement is provided by using the biosignal. In addition, by providing easy wearing and mobility and services for emergencies, it is possible to implement a safety walking aid device that can be moved conveniently and safely to those who need a walking aid device.
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