KR101114844B1 - 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 전동식 휠체어 사용자의 체중을 측정하기 위해 등받이와 직교하는 판 형상으로 형성되며 하부에 적어도 하나 이상의 로드셀을 포함하는 측정판; 및 상기 로드셀 각각으로부터 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 로드셀의 개수로 자연수) 및 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하여, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))가 상기 전동식 휠체어의 구동부의 구동과 무관하게 정지상태에서 측정된 것으로 판단되면, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 이용해 상기 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 체중 모니터링 장치; 를 포함한다. 이에 의해, 전동식 휠체어 사용자가 휠체어에 앉은 상태에서 자신의 움직임으로 인한 오차값을 최소화함으로써, 정확한 체중을 측정할 수 있다.
전동식, 휠체어, 체중, 로드셀, 모니터링

Description

전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법{System and method for monitoring body weight based on electric wheelchair}
본 발명은 체중 정보 제공 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전동식 휠체어 사용자가 휠체어에 앉은 상태에서 자신의 체중을 정확하게 측정하기 위한 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
지체 장애인이 생산 활동 및 사회 활동에 독립적인 참여가 가능하기 위해서는 일반인에 맞춰진 생활 패턴을 장애 없이 적응할 수 있게 하는 다양한 보조 기구가 필요하다. 그 중 가장 많이 사용되고 있는 것이 장애인의 이동 수단으로 많은 역할을 수행하는 휠체어라 할 수 있겠다.
주지된 바와 같이 휠체어(Wheel chair)는 바퀴가 달린 의자로써, 통상적으로 거동이 불편한 환자 또는 장애인이 사용하게 되는 것이며, 이동은 사용자가 직접 손으로 바퀴를 돌리는 것에 의해 이루어지게 된다. 그리고 차량 탑승 시에는 휠체어가 접힐 수 있도록 되어 있어 차량의 탑재가 가능하다.
그러나 이러한 통상의 휠체어는 전술한 바와 같이 휠체어 자체적으로 가지는 수동식 이동과, 이동로에 대한 공간상의 제약, 그리고 휠체어의 높이에 따른 낮은 눈높이 생활 등으로 인해 불편한 문제점이 있었다.
최근에는 전동 모터의 회전력에 의해 이동되는 전동식 휠체어가 제안된 바 있다. 이러한 전동식 휠체어는 전동 구동은 물론 계단을 오르며, 일반인과의 대화 시 눈 높이를 맞추어 주는 다양한 기능을 제공하므로, 휠체어를 이용하는 사용자들에게 큰 도움을 주고 있다.
한편, 이러한 전동식 휠체어는 수동식 휠체어에 비해 많은 편리함을 제공하지만 전동식 휠체어를 사용하는 지체 장애인들은 공간상의 제약, 그리고 휠체어를 오르고 내리기가 불편하여 자신의 체중을 측정하기 위한 불편한 문제점이 있었다.
또한, 정신지체 장애인의 경우 전동식 휠체어 사용시 계속적인 움직임을 수행할 경우 정확한 체중을 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
이에 따라 해당 기술분야에서는 전동식 휠체어 사용자 입장에서 전동식 휠체어에 앉은 상태에서 체중을 측정하고, 보다 정확한 체중을 측정하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는 전동식 휠체어 사용자가 휠체어에 앉은 상태에서 체중을 측정하기 위한 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전동식 휠체어 사용자의 움직임으로 인한 오차값을 최소화함으로써 전동식 휠체어 사용자의 움직임이 없는 상태에서 정확한 체중 을 측정하기 위한 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 측정된 측정결과데이터를 전동식 휠체어 사용자의 모바일단말로 전송함으로써, 과거의 체중에 대한 측정결과데이터를 비교하기 위한 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템은, 전동식 휠체어 사용자의 체중을 측정하기 위해 등받이와 직교하는 판 형상으로 형성되며 하부에 적어도 하나 이상의 로드셀을 포함하는 측정판; 및 상기 로드셀 각각으로부터 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 로드셀의 개수로 자연수) 및 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하여, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))가 상기 전동식 휠체어의 구동부의 구동과 무관하게 정지상태에서 측정된 것으로 판단되면, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 이용해 상기 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 체중 모니터링 장치; 를 포함한다.
상기 체중 모니터링 장치는, 상기 측정결과데이터(Wight)를 출력하기 위한 제 1 출력부; 상기 다수의 로드셀과의 신호 송수신을 수행하기 위한 입출력인터페이스; 상기 전동식 휠체어 사용자의 온(On) 설정에 따라 상기 로드셀 각각으로부터 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하기 위한 측정개시신호를 생성하는 스위치; 및 상기 측정개시신호를 수신하여 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하도록 상기 입출력인터페 이스를 제어하며, 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)) 및 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 변환하는 A/D컨버터와, 상기 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln, n은 자연수)로 설정하고, 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 합산하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)로 설정한 뒤, DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)가 상기 정지상태에서 측정된 값으로 판단하는 정지상태측정모듈과, 상기 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)의 상기 디지털측정신호(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용해 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 상기 제 1 출력부로 출력하도록 제어하는 체중연산모듈로 구성된 제 1 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 정지상태측정모듈은,
Figure 112009068927959-pat00001
에 의해 상기 DSMAn 값을 연산할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템은, 상기 측정판의 하부에 형성되는 제 1 지지부; 및 상기 측정판의 상부에 판 형상으로 형성되며 상기 측정판을 외력으로부터 보호하는 제 2 지지부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 체중 모니터링 장치는, 상기 측정판 및 상기 제 2 지지부의 하중을 나타내는 초기하중데이터(W2) 및 상기 전동식 휠체어 사용자의 체중을 나타내는 부가하중데이터(W1)를 저장하는 제 1 저장부; 를 더 포함하며, 상기 제 1 제어부는, 상기 다수의 로드셀의 하중측정범위(K)를 설정하기 위해 상기 제 1 저장부에 저장된 상기 초기하중데이터(W2) 및 상기 부가하중데이터(W1)를
Figure 112009068927959-pat00002
(여기서, F1은 충격계수, F2는 하중편심계수, F3는 하중불균형계수, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 하중측정범위(K)을 연산하는 측정범위연산모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 m이 4인 경우 상기 F1, F2, F3는 모두 1.2의 값으로 설정될 수 있다.
상기 체중연산모듈은, 상기 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)의 상기 디지털측정신호(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를
Figure 112009068927959-pat00003
(여기서, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템은, 상기 체중 모니터링 장치로부터 상기 하중측정범위(K)와 상기 측정결과데이터(Weight)를 수신하여 저장하고, 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력하고, 상기 측정결과데이터(Weight)가 복수개가 저장된 경우 복수의 상기 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 상기 측정결과데이터 간의 차이 값을 연산하여 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하는 모바일단말; 을 더 포함할 수 있다.
상기 체중 모니터링 장치는, 상기 모바일단말과 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행하기 위한 제 1 근거리무선통신부; 를 더 포함하며, 상기 제 1 제어부는, 상기 하중측정범위(K)와 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 모바일단말로 전송하도록 상기 제 1 근거리무선통신부를 제어할 수 있다.
상기 모바일단말은, 상기 체중 모니터링 장치와 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행하기 위한 제 2 근거리무선통신부; 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하기 위한 제 2 출력부; 상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 저장하기 위한 제 2 저장부; 및 상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 수신하도록 상기 제 2 근거리무선통신부를 제어하며, 상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 제 2 저장부에 저장하도록 제어하며, 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 상기 경고데이터를 출력하고, 상기 제 2 저장부에 액세스(Access)하여 복수의 상기 측정결과데이터(Weight)가 저장되어 있는 경우 상기 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 제 2 출력부로 출력하도록 제어하는 제 2 제어부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법은, 전 동식 휠체어의 사용자의 체중을 측정하기 위해 등받이와 직교하는 판 형상으로 형성되며 하부에 적어도 하나 이상의 로드셀을 포함하는 측정판과, 상기 다수의 로드셀을 이용해 상기 전동식 휠체어 사용자의 하중을 측정하기 위한 체중 모니터링 장치를 이용한 체중 모니터링 방법에 있어서, 상기 체중 모니터링 장치는 상기 로드셀 각각으로부터 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 자연수) 및 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하는 수신단계; 및 상기 체중 모니터링 장치는 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))가 상기 전동식 휠체어의 구동부의 구동과 무관하게 정지상태에서 측정된 것으로 판단되면, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 이용해 상기 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 제 1 출력단계; 를 포함한다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법의 상기 제 1 출력단계는, 상기 체중 모니터링 장치는 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)) 및 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 변환하는 변환단계; 상기 체중 모니터링 장치는 상기 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln, n은 자연수)로 설정하고, 상기 디지털측정데이 터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))을 합산하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)로 설정한 뒤, DSMAn 값을 연산하는 제 1 연산단계; 및 상기 체중 모니터링 장치는 상기 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)가 상기 정지상태에서 측정된 값으로 판단되면 상기 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)의 상기 디지털측정신호(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용해 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 제 2 연산단계; 를 포함할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법은 상기 제 1 연산단계에 있어서, 상기 체중 모니터링 장치는
Figure 112009068927959-pat00004
에 의해 상기 DSMAn 값을 연산할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법은 상기 수신단계 이전에 수행되는, 상기 체중 모니터링 장치는 상기 측정판의 상부에 형성되는 제 2 지지부와 상기 측정판의 하중을 나타내는 초기하중데이터(W2) 및 상기 전동식 휠체어 사용자의 체중을 나타내는 부가하중데이터(W1)를
Figure 112009068927959-pat00005
(여기서, F1은 충격계수, F2는 하중편심계수, F3는 하중불균형계수, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 하중 측정범위(K)을 연산하여 모바일단말로 전송하는 제 1 전송단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 m이 4인 경우 상기 F1, F2, F3는 모두 1.2의 값으로 설정될 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법은 상기 제 1 출력단계에서, 상기 체중 모니터링 장치는 상기 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)의 상기 디지털측정신호(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를
Figure 112009068927959-pat00006
(여기서, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법의 상기 제 1 출력단계에서 수행되는, 상기 체중 모니터링 장치는 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 모바일 단말로 전송하는 제 2 전송단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법은 상기 제 2 전송단계 이후에 수행되는, 상기 모바일단말은 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력하는 제 3 출력단계; 및 상기 모바일단말은 상기 측정결과데이터(Weight)가 복수개가 저장된 경우 복수의 상기 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 상기 측정결과데이터 간의 차이 값을 연산하여 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하는 제 4 출력단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법은 전동식 휠체어 사용자가 휠체어에 앉은 상태에서 체중을 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 의해, 전동식 휠체어 사용자의 움직임으로 인한 오차값을 최소화함으로써 전동식 휠체어 사용자의 움직임이 없는 상태에서 정확한 체중을 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의해, 측정된 측정결과데이터를 전동식 휠체어 사용자의 모바일단말로 전송함으로써, 과거의 체중에 대한 측정결과데이터를 비교할 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 어느 하나의 구성요소는 다른 구성요소로 직접 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템은 전동식 휠체어(100) 및 모바일단말(200)을 포함하며, 전동식 휠체어(100)는 휠체어본체(110), 제 1 지지부(130), 측정판(150), 제 2 지지부(170), 휠체어조작부(180) 및 체중 모니터링 장치(190)를 포함할 수 있다.
휠체어본체(110)는 전동식 휠체어로 형성된다. 제 1 지지부(130)는 측정판(150)이 장착되기 위해 측정판(150)의 하부에 얇은 판 형상으로 형성되며, 휠체어본체(110)와 일체형으로 형성될 수 있다.
측정판(150)은 체중 모니터링 장치(190)의 입출력인터페이스를 통해 연결된 구조로 형성되며, 두께가 얇은 판 형상으로 형성될 수 있다. 측정판(150)은 각 모서리에 다수의 로드셀(151)을 포함하며, 다수의 로드셀(151) 각각은 아날로그측정신호를 주기적으로 체중 모니터링 장치(190)로 전송할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예로, 측정판(150)은 중앙에 하나의 로드셀을 포함할 수 있다.
제 2 지지부(170)는 측정판(150)의 상부에 얇은 판 형상으로 형성되며, 측정판(150)을 외력으로부터 보호하며, 전동식 휠체어(100) 사용자가 앉기 위한 시트 공간을 제공한다.
휠체어조작부(180)는 휠체어본체(110)의 양쪽에 형성된 팔걸이 중 한쪽에 형성될 수 있으며, 전동식 휠체어(100)의 구동부(미도시)와 연결되어 전동식 휠체어(100)에 대한 방향과 속도설정을 수행할 수 있다.
체중 모니터링 장치(190)는 측정판(150)의 다수의 로드셀(151)과 연결된 구 조로 형성된다. 체중 모니터링 장치(190)는 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 설정하기 위해 초기하중(측정판(150) 및 제 2 지지부(170)) 및 부가하중데이터(측정할 대상물인 전동식 휠체어(100) 사용자의 하중)을 미리 저장한다.
체중 모니터링 장치(190)는 초기하중데이터(W2)에 부가하중데이터(W1)를 합산한 하중을 이용해 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 설정한다. 여기서 설정되는 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)는 지면의 충격에 의해서 파괴되지 않도록 설정한다. 일반적으로 로드셀(151)의 하중측정범위(K)는 로드셀(151)의 수(N)와 최대하중에 의해 결정되는데, 다음의 수학식에 따라 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 결정한다.
Figure 112009068927959-pat00007
여기서, F1은 충격계수를 의미하고, 일반적으로 정량적 수치인 1.1 내지 1.5이며, 일반적으로 1.2의 값을 갖는다. F2는 하중편심계수를 의미하고, 정량적 수치인 1.1 내지 1.3이며, 일반적으로 1.2의 값을 갖는다. F3은 하중불균형계수를 의미하고, 1점 및 3점 지지식에선 1, 4 점 지지식에선 1.2의 값을 갖는다. 한편, 상술한 바와 같이 W1은 부가하중데이터로, 측정할 대상물인 전동식 휠체어(100) 사용자의 하중을 의미하며, W2는 초기하중데이터로, 측정판(150) 및 제 2 지지부(170) 자체의 하중을 의미한다. m은 사용할 로드셀의 개수를 의미하며 일 실시 예로, 도시 된 바와 같이 4 개 일 수 있다.
체중 모니터링 장치(190)는 수학식 1에 의해 하중측정범위(K)를 설정하며, 설정된 하중측정범위(K)를 모바일단말(200)로 전송한다.
체중 모니터링 장치(190)는 체중 측정을 위한 스위치가 온(ON)되면, 제 2 지지부(170) 상부에 가해지는 부가하중데이터(W1)에 따라 다수의 로드셀(151) 각각에 가해진 하중의 크기에 비례하는 다수의 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 자연수)를 다수의 로드셀(151)로부터 수신한다.
체중 모니터링 장치(190)는 다수의 로드셀(151) 각각으로부터 수신된 다수의 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0))를 아날로그-디지털 컨버팅에 의해 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))로 변환한다.
이후, 체중 모니터링 장치(190)는 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 수신 받아 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln)로 설정한다.
동일한 방식으로 체중 모니터링 장치(190)는 미리 설정된 시간(Td) 이후의 다수의 로드셀(151) 각각으로부터 수신된 다수의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 아날로그-디지털 컨버팅에 의해 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 변환한다. 변환 뒤, 체중 모니터링 장치(190)는 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 수신 받아 합산하여 제 n+1 디지털수신데이 터(Ln +1)로 설정한다.
여기서, 제 n 디지털수신데이터(Ln)로 설정하는 방식으로 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하는 방식을 들었으나, 본 발명의 다른 실시 예로, 다수의 디지털 측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)) 중 어느 하나를 제 n 디지털수신데이터(Ln)로 설정하는 것을 들 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시 예로, 다수의 디지털 측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))의 산술평균값으로 제 n 디지털수신데이터(Ln)를 설정하는 것을 들 수 있다. 이런 다른 실시 예들은 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)에도 동일하게 적용된다.
제 n 및 n+1 디지털수신데이터(Ln 및 Ln +1) 설정 후, 체중 모니터링 장치(190)는 DSMA(Differential Signal Magnitude Area)연산을 이용한 필터링 과정을 수행한다. 즉, 체중 모니터링 장치(190)는 제 n 디지털수신데이터(Ln)와 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 이용하여, 다음의 수학식 2에 의해서 DSMAn 값을 연산한다.
Figure 112009068927959-pat00008
여기서, n은 자연수이다. 체중 모니터링 장치(190)는 DSMAn 값이 미리 설정 된 임계치 이하이면, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)는 정지상태(Non-activity states)에서 측정된 것으로 판단하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 선택함으로써, DSMA 연산을 이용한 필터링 과정을 완료한다.
한편, 체중 모니터링 장치(190)는 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치를 초과하면, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)는 활동상태(Activity states)에서 측정된 것으로 판단하여 다시 미리 설정된 시간(Td) 이후의 다수의 아날로그측정신호(SigW1(T2d) 내지 SigWm(T2d))를 아날로그-디지털 컨버팅에 의해 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T2d) 내지 DigWm(T2d))로 변환한다. 변환 뒤, 체중 모니터링 장치(190)는 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T2d) 내지 DigWm(T2d))를 수신 받아 합산하여 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)로 설정한다.
설정 후, 체중 모니터링 장치(190)는 수학식 2를 이용해 설정된 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)와 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)를 기초로 새로운 DSMAn +1을 산출한다. 체중 모니터링 장치(190)는 다시 연산된 DSMAn +1이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+2 디지털수신데이터(Ln+2)는 정지상태에서 측정된 값으로 판단하고, 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)를 선택함으로써, DSMA 연산을 이용한 필터링 과정을 완료한다.
한편, DSMAn와 비교하기 위한 임계치는 설계자가 원하는 오차범위에 따라 다양한 크기로 설정이 가능하다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 임계치는 디지털수신데이터 크기의 5%~10% 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 과정 후, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 선택되었다는 가정 하에, 체중 모니터링 장치(190)는 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하로 되어 선택된 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)의 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용하여 다음 수학식 3에 의해서 전동식 휠체어 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 산출한다. 본 발명의 일 실시 예로, m은 4일 수 있다.
Figure 112009068927959-pat00009
체중 모니터링 장치(190)는 측정결과데이터(Weight)를 출력하고, 필요에 따라 근거리 무선통신을 이용해 모바일단말(200)로 전송한다.
모바일단말(200)은 체중 모니터링 장치(190)로부터 하중측정범위(K)와 측정결과데이터(Weight)를 수신한다. 모바일단말(200)은 수신된 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하는지 여부를 판단하고, 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력함으로써, 모바일단말(200) 사용자에게 경고를 알린다.
한편, 모바일단말(200)은 복수의 측정결과데이터(Weight)가 자신에 저장되어 있는 경우 복수의 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 차이 값을 연산하여 그래프화한 비교데이터를 생성하여 출력하며, 최후의 측정결과데이터(Weight)를 분리하여 출력할 수 있다.
도 2는 도 1의 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 중 체중 모니터링 장치(190)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 체중 모니터링 장치(190)는 스위치(191), 입출력인터페이스(193), 제 1 제어부(195), 제 1 출력부(197), 제 1 저장부(198) 및 제 1 근거리무선통신부(199)를 포함한다.
스위치(191)는 사용자에 의해 온(On) 또는 오프(Off)로 설정되며, 온(On) 설정에 따라 다수의 로드셀(151)로부터 주기적으로 아날로그측정신호(SigW1 내지 SigWm)를 수신하도록 제 1 제어부(195)로 측정개시신호를 전송한다.
입출력인터페이스(193)는 다수의 로드셀(151)과의 신호 송수신을 위한 입출력 통로 역할을 수행한다. 입출력인터페이스(193)는 다수의 로드셀(151)로부터 아날로그측정신호(SigW1 내지 SigWm, m은 자연수)를 수신하는 역할을 수행한다.
제 1 제어부(195)는 측정범위연산모듈(195a), A/D컨버팅모듈(195b), 정지상태측정모듈(195c) 및 체중연산모듈(195d)를 포함한다.
측정범위연산모듈(195a)는 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 설정하기 위해 제 1 저장부(198)에 저장된 초기하중데이터(W2, 측정판(150) 및 제 2 지지 부(170)) 및 부가하중데이터(W1, 측정할 대상물인 전동식 휠체어(100) 사용자의 하중)을 이용해 하중측정범위(K)를 설정한다. 측정범위연산모듈(195a)는 초기하중데이터(W2)에 부가하중데이터(W1)를 합산한 하중데이터를 도 1에서 설명한 수학식 1에 대입하여 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 설정한다.
하중측정범위(K) 결정 뒤, A/D컨버팅모듈(195b)은 스위치(191)로부터 측정개시신호를 수신하여 다수의 로드셀(151) 각각에 가해진 하중의 크기에 비례하는 다수의 아날로그측정신호(SigW1 내지 SigWm)를 미리 설정된 시간(Td)의 주기로 수신하도록 입출력인터페이스(193)를 제어한다.
A/D컨버팅모듈(195b)는 다수의 로드셀(151) 각각에서 발생된 초기의 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0))를 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))로 변환한다.
정지상태측정모듈(195c)은 수신된 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln, n은 자연수)로 설정하고, 동일한 방식으로 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후에 수신된 제 n+1 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)로 설정한다.
이후, 정지상태측정모듈(195c)은 DSMA 연산을 이용한 필터링 과정을 수행한다. 즉, 정지상태측정모듈(195c)은 제 n 디지털수신데이터(Ln)와 제 n+1 디지털수신 데이터(Ln+1)을 도 1에서 설명한 수학식 2에 대입하여 DSMAn(Differential Signal Magnitude Arean)를 산출한다.
정지상태측정모듈(195c)은 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하이면, 제 n+1 디지털수신신호(Ln +1)는 정지상태에서 측정된 것으로 판단하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 선택함으로써, DSMA 연산을 이용한 필터링 과정을 완료한다.
정지상태측정모듈(195c)은 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치를 초과하면, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)는 활동상태에서 측정된 것으로 판단하여 다시 미리 설정된 시간(Td) 이후의 다수의 아날로그측정신호(SigW1(T2d) 내지 SigWm(T2d))를 아날로그-디지털 컨버팅에 의해 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T2d) 내지 DigWm(T2d))로 변환한다. 변환 뒤, 정지상태측정모듈(195c)는 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T2d) 내지 DigWm(T2d))를 수신 받아 합산하여 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)로 설정한다.
설정 후, 정지상태측정모듈(195c)은 수학식 2를 이용해 설정된 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)와 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)를 기초로 새로운 DSMAn +1을 산출한다. 정지상태측정모듈(195c)은 다시 연산된 DSMAn +1이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)는 정지상태에서 측정된 값으로 판단하고, 제 n+2 디지털수신데이터(Ln +2)를 선택함으로써, DSMA 연산을 이용한 필터링 과정을 완 료한다.
한편, 체중연산모듈(195d)은 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 선택되었다는 가정 하에 제 Ln+1 디지털수신신호(Ln +1)의 다수의 디지털측정신호(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용하여 다음 도 1에서 설명한 수학식 3을 이용한 산술평균에 의해 측정결과데이터(Weight)를 연산한다.
체중연산모듈(195d)는 연산된 측정결과데이터(Weight)를 제 1 출력부(197)로 출력하며 제 1 저장부(198)로 저장한다. 뿐만 아니라, 제 1 제어부(195)는 제 1 근거리무선통신부(199)를 이용해 모바일단말(200)로 측정결과데이터(Weight)를 전송한다.
제 1 출력부(197)는 제 1 제어부(195)의 제어에 따라 측정결과데이터(Weight)를 출력한다. 즉, 제 1 출력부(197)는 제 1 저장부(198)에 저장된 데이터를 제 1 제어부(195)의 제어에 따라 제 1 저장부(198)로부터 수신하여 표시할 수 있다. 한편, 제 1 출력부(197)는 음성출력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 음성출력부는 컨텐츠에 포함된 음성데이터, 버튼입력시 효과음, 그리고 멀티미디어 모듈 실행시 해당 멀티미디어 서비스와 관련해서 출력되는 음성데이터 등을 출력할 수 있으며, 이를 위해 스피커를 내장한다.
제 1 저장부(198)는 제 1 제어부(195)의 제어에 따라 측정결과데이터(Weight)를 저장한다. 제 1 저장부(198)는 비휘발성 메모리(Non-volatile memory, NVM)로써 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 계속 유지하며 삭제되 지 않으며, 플래시 메모리(Flash Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), PRAM(Phase-change Random Access memory: 상변화 램), FRAM(Ferroelectric RAM: 강유전체 램) 등으로 구성될 수 있다.
제 1 근거리무선통신부(199)는 모바일단말(200)과 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행한다. 즉, 제 1 근거리무선통신부(199)는 제 1 제어부(195)의 제어에 따라 측정결과데이터(Weight)를 모바일단말(200)로 전송한다. 본 발명에서 사용되는 근거리무선통신은 적외선, 지그비, 블루투스, UWB 등이 사용될 수 있다.
도 3은 도 1의 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 중 모바일단말(200)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 모바일단말(200)은 제 2 근거리무선통신부(210), 제 2 제어부(230), 제 2 출력부(250) 및 제 2 저장부(270)를 포함할 수 있다.
제 2 근거리무선통신부(210)는 체중 모니터링 장치(190)와 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행한다. 제 2 근거리무선통신부(210)는 제 2 제어부(230)의 제어에 따라 하중측정범위(K) 및 측정결과데이터(Weight)를 체중 모니터링 장치(190)로부터 수신한다.
제 2 제어부(230)는 체중 모니터링 장치(190)로부터 하중측정범위(K)를 수신하도록 제 2 근거리무선통신부(210)를 제어한다. 제 2 제어부(230)는 수신된 하중측정범위를 제 2 저장부(270)로 저장할 수 있다.
이후, 제 2 제어부(230)는 전동식 휠체어(100)에 탑승한 사용자의 하중을 나 타내는 측정결과데이터(Weight)를 수신하도록 제 2 근거리무선통신부(210)를 제어한다.
제 2 제어부(230)는 수신된 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하는지 여부를 판단한다. 제 2 제어부(230)는 판단결과 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력하고, 측정결과데이터(Weight)를 제 2 저장부(270)로 저장한다. 한편, 판단결과 하중 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하는 경우 제 2 제어부(230)는 경고데이터 출력 없이 수신된 측정결과데이터(Weight)를 제 2 저장부(270)로 저장한다.
제 2 제어부(230)는 제 2 저장부(270)에 액세스(Access)하여 복수의 측정결과데이터(Weight)가 저장되어 있는지 여부를 판단한다. 제 2 제어부(230)는 판단결과 복수의 측정결과데이터(Weight)가 저장되어 있는 경우 복수의 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 차이 값을 연산하여 그래프화한 비교데이터를 생성하여 제 2 저장부(270)에 저장한 뒤 제 2 출력부(250)로 출력하도록 제어하며, 최후의 측정결과데이터(Weight)를 분리하여 제 2 출력부(250)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.
한편, 제 2 제어부(230)는 판단결과 복수의 측정결과데이터(Weight)가 제 2 저장부(270)에 저장되어 있지 않은 경우 하나의 측정결과데이터(Weight)만을 제 2 출력부(250)로 출력하도록 제어할 수 있다.
제 2 출력부(250)는 제 2 제어부(230)의 제어에 따라 비교데이터 및 측정결과데이터(Weight)를 출력한다. 즉, 제 2 출력부(250)는 제 2 저장부(270)에 저장된 데이터를 제 2 제어부(230)의 제어에 따라 제 2 저장부(270)로부터 수신하여 표시할 수 있다. 한편, 제 2 출력부(250)는 음성출력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 음성출력부는 컨텐츠에 포함된 음성데이터, 버튼입력시 효과음, 그리고 멀티미디어 모듈 실행시 해당 멀티미디어 서비스와 관련해서 출력되는 음성데이터 등을 출력할 수 있으며, 이를 위해 스피커를 내장한다.
제 2 저장부(270)는 제 2 제어부(240)의 제어에 따라 하중측정범위(K), 비교데이터 및 측정결과데이터(Weight)를 저장한다. 제 2 저장부(270)도 제 1 저장부(198)와 동일하게 비휘발성 메모리(Non-volatile memory, NVM)로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법 중 체중이 측정되는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 체중 모니터링 장치(190)는 초기하중데이터(W2) 및 부가하중데이터(W1)를 수신하여 미리 저장하고, 수신된 초기하중데이터(W2)에 부가하중데이터(W1)를 합산한 하중데이터를 도 1에서 설명한 수학식 1에 대입하여 다수의 로드셀(151)의 하중측정범위(K)를 설정하고, 설정된 하중측정범위(K)를 모바일단말(200)로 전송한다(S501).
체중 모니터링 장치(190)는 스위치의 온(ON) 설정에 의한 측정개시신호 발생에 의해 동작하며(S503), 제 2 지지부(170) 상부에 가해지는 부가하중에 따른 다수의 로드셀(151) 각각에 가해진 하중의 크기에 비례하는 다수의 아날로그측정신 호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0))를 다수의 로드셀(151)로부터 수신한다(S505).
체중 모니터링 장치(190)는 다수의 로드셀(151) 각각에서 발생된 다수의 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)), 그리고 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후에 수신된 다수의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)), 그리고 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 아날로그-디지털 컨버팅을 수행한다(S507).
체중 모니터링 장치(190)는 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))와 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용해 제 n 디지털수신데이터(Ln)와 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)로 설정한다(S509). 즉, 체중 모니터링 장치(190)는 다수의 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하는 방식에 의해 제 n 디지털수신데이터(Ln)로 설정하고, 동일한 방식으로 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후에 수신된 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)로 설정한다.
단계(S509) 이후, 체중 모니터링 장치(190)는 DSMA연산을 이용한 필터링 과정을 수행한다(S511).
즉, 필터링 수행(S511)에 따라 체중 모니터링 장치(190)는 제 n 디지털수신 데이터(Ln)와 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)를 이용하여, 도 1에서 설명한 수학식 2에 의해서 DSMAn(Differential Signal Magnitude Arean)를 산출하여, DSMAn이 미리 설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단한다(S513).
판단결과 DSMAn이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 체중 모니터링 장치(190)는 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)가 활동상태(Activity states)에서 측정된 것으로 판단하여 다시 미리 설정된 시간(Td) 이후의 필터링된 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 수신받기 위해 단계(S505)로 회귀한다.
한편, 단계(S513)의 판단결과 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하인 경우 체중 모니터링 장치(190)는 제 n+1 디지털수신데이터(Ln +1)가 정지상태에서 측정된 값으로 판단하고, 디지털수신데이터(Ln+1)를 선택한다(S515).
즉, 체중 모니터링 장치(190)는 DSMA 값이 미리 설정된 임계치 이하로 되어 출력된 제 Ln +1 디지털수신데이터(Ln +1)의 다수의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td)를 이용하여 도 1에서 설명한 수학식 3을 이용한 산술평균에 의해 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력한다(S517).
단계(S515)이후, 체중 모니터링 장치(190)는 연산된 측정결과데이터(Weight)를 근거리무선을 이용해 모바일단말(200)로 전송한다(S519).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법 중 체중이 모니터링되는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 모바일단말(200)은 체중 모니터링 장치(190)로부터 하중측정범위(K)를 수신한다(S701).
단계(S701) 이후, 모바일단말(200)은 전동식 휠체어에 탑승한 사용자의 하중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 수신한다(S703).
모바일단말(200)은 단계(S703)에서 수신된 측정결과데이터(Weight)가 단계(S701)에서 수신된 하중측정범위(K) 내에 속하는지 여부를 판단한다(S705).
단계(S705)에서의 판단결과 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 모바일단말(200)은 경고데이터를 출력하고(S707), 단계(S703)에서 수신된 측정결과데이터(Weight)를 저장한다(S709).
한편, 단계(S705)에서의 판단결과 하중 측정결과데이터(Weight)가 하중측정범위(K) 내에 속하는 경우 모바일단말(200)은 단계(S703)에서 수신된 측정결과데이터(Weight)를 저장한다(S709).
단계(S709) 이후에, 모바일단말(200)은 복수의 측정결과데이터(Weight)가 저장되었는가를 판단한다(S711).
단계(S711)에서의 판단결과 복수의 측정결과데이터(Weight)가 저장된 경우 모바일단말(200)은 복수의 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 차이 값을 연산하여 그래프화한 비교데이터를 생성하여 출력한다(S713, S715).
단계(S715) 이후, 모바일단말(200)은 단계(S703)에서 수신된 측정결과데이터(Wight)를 출력한다(S717). 이때, 비교데이터와 측정결과데이터(Weight)는 분리 하여 출력될 수 있다.
한편, 단계(S711)에서의 판단결과 복수의 측정결과데이터(Weight)가 저장되지 않은 경우 모바일단말(200)은 단계(S703)에서 수신된 측정결과데이터(Weight)를 출력한다(S717).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정 해져야 할 것이다.
본 발명의 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 및 방법에 의해, 전동식 휠체어 사용자가 휠체어에 앉은 상태에서 자신의 움직임으로 인한 오차값을 최소화함으로써 정확한 체중을 측정할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 중 체중 모니터링 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 도 1의 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템 중 모바일단말의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법 중 체중이 측정되는 과정을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법 중 체중이 모니터링되는 과정을 나타내는 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 전동식 휠체어 110: 휠체어본체
130: 제 1 지지부 150: 측정판
170: 제 2 지지부 180: 휠체어조작부
190: 체중 모니터링 장치 191: 스위치
193: 입출력인터페이스 195: 제 1 제어부
197: 제 1 출력부 198: 제 1 저장부
199: 제 1 근거리무선통신부 200: 모바일단말
210: 제 2 근거리무선통신부 230: 제 2 제어부
250: 제 2 출력부 270: 제 2 저장부

Claims (18)

  1. 전동식 휠체어 사용자의 체중을 측정하기 위해 등받이와 직교하는 판 형상으로 형성되며 하부에 적어도 하나 이상의 로드셀을 포함하는 측정판; 및
    상기 로드셀 각각으로부터 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 로드셀의 개수로 자연수) 및 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하여, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))가 상기 전동식 휠체어의 구동부의 구동과 무관하게 정지상태에서 측정된 것으로 판단되면, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 이용해 상기 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 체중 모니터링 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 체중 모니터링 장치는,
    상기 측정결과데이터(Wight)를 출력하기 위한 제 1 출력부;
    상기 다수의 로드셀과의 신호 송수신을 수행하기 위한 입출력인터페이스;
    상기 전동식 휠체어 사용자의 온(On) 설정에 따라 상기 로드셀 각각으로부터 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하기 위한 측정개시신호를 생성하는 스위치; 및
    상기 측정개시신호를 수신하여 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하도록 상기 입출력인터페이스를 제어하며, 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)) 및 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 변환하는 A/D컨버터와, 상기 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln, n은 자연수)로 설정하고, 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 합산하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)로 설정한 뒤, DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)가 상기 정지상태에서 측정된 값으로 판단하는 정지상태측정모듈과, 상기 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)의 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용해 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 상기 제 1 출력부로 출력하도록 제어하는 체중연산모듈로 구성된 제 1 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 정지상태측정모듈은,
    Figure 112009068927959-pat00010
    에 의해 상기 DSMAn 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정판의 하부에 형성되는 제 1 지지부; 및
    상기 측정판의 상부에 판 형상으로 형성되며 상기 측정판을 외력으로부터 보호하는 제 2 지지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 체중 모니터링 장치는,
    상기 측정판 및 상기 제 2 지지부의 하중을 나타내는 초기하중데이터(W2) 및 상기 전동식 휠체어 사용자의 체중을 나타내는 부가하중데이터(W1)를 저장하는 제 1 저장부; 를 더 포함하며,
    상기 제 1 제어부는, 상기 다수의 로드셀의 하중측정범위(K)를 설정하기 위해 상기 제 1 저장부에 저장된 상기 초기하중데이터(W2) 및 상기 가하중데이터(W1)를
    Figure 112009068927959-pat00011
    (여기서, F1은 충격 계수, F2는 하중편심계수, F3는 하중불균형계수, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 하중측정범위(K)을 연산하는 측정범위연산모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 m이 4인 경우 상기 F1, F2, F3은 모두 1.2의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 체중연산모듈은,
    상기 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)의 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를
    Figure 112011090452107-pat00012
    (여기서, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 체중 모니터링 장치로부터 상기 하중측정범위(K)와 상기 측정결과데이 터(Weight)를 수신하여 저장하고, 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력하고,
    상기 측정결과데이터(Weight)가 복수개가 저장된 경우 복수의 상기 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 상기 측정결과데이터 간의 차이 값을 연산하여 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하는 모바일단말; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 체중 모니터링 장치는,
    상기 모바일단말과 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행하기 위한 제 1 근거리무선통신부; 를 더 포함하며,
    상기 제 1 제어부는, 상기 하중측정범위(K)와 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 모바일단말로 전송하도록 상기 제 1 근거리무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 모바일단말은,
    상기 체중 모니터링 장치와 근거리무선통신을 이용해 데이터 송수신을 수행하기 위한 제 2 근거리무선통신부;
    상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하기 위한 제 2 출력부;
    상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 저장하기 위한 제 2 저장부; 및
    상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 수신하도록 상기 제 2 근거리무선통신부를 제어하며, 상기 하중측정범위(K) 및 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 제 2 저장부에 저장하도록 제어하며, 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 상기 경고데이터를 출력하고, 상기 제 2 저장부에 액세스(Access)하여 복수의 상기 측정결과데이터(Weight)가 저장되어 있는 경우 상기 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 제 2 출력부로 출력하도록 제어하는 제 2 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 시스템.
  11. 전동식 휠체어의 사용자의 체중을 측정하기 위해 등받이와 직교하는 판 형상으로 형성되며 하부에 적어도 하나 이상의 로드셀을 포함하는 측정판과, 상기 다수의 로드셀을 이용해 상기 전동식 휠체어 사용자의 하중을 측정하기 위한 체중 모니터링 장치를 이용한 체중 모니터링 방법에 있어서,
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 로드셀 각각으로부터 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0), m은 자연수) 및 미리 설정된 시간(Td)에 따른 주기 이후의 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 수신하는 수신단계; 및
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))가 상기 전동식 휠체어의 구동부의 구동과 무관하게 정지상태에서 측정된 것으로 판단되면, 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 이용해 상기 사용자의 체중을 나타내는 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 제 1 출력단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 출력단계는,
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 아날로그측정신호(SigW1(T0) 내지 SigWm(T0)) 및 상기 아날로그측정신호(SigW1(Td) 내지 SigWm(Td))를 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0)) 및 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))로 변환하는 변환단계;
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 디지털측정데이터(DigW1(T0) 내지 DigWm(T0))를 합산하여 제 n 디지털수신데이터(Ln, n은 자연수)로 설정하고, 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 합산하여 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)로 설정한 뒤, DSMAn 값을 연산하는 제 1 연산단계; 및
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 DSMAn 값이 미리 설정된 임계치 이하가 되면, 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)가 상기 정지상태에서 측정된 값으로 판단되면 상기 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)의 상기 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를 이용해 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하여 출력하는 제 2 연산단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 연산단계에 있어서,
    상기 체중 모니터링 장치는
    Figure 112009068927959-pat00013
    에 의해 상기 DSMAn 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 수신단계 이전에 수행되는,
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 측정판의 상부에 형성되는 제 2 지지부와 상기 측정판의 하중을 나타내는 초기하중데이터(W2) 및 상기 전동식 휠체어 사용자의 체중을 나타내는 부가하중데이터(W1)를 (여기서, F1은 충격계수, F2는 하중편심계수, F3는 하중불균형계수, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 하중측정 범위(K)을 연산하여 모바일단말로 전송하는 제 1 전송단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 m이 4인 경우 상기 F1, F2, F3은 모두 1.2의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 출력단계에서,
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 제 n+1 디지털수신데이터(Ln+1)의 디지털측정데이터(DigW1(Td) 내지 DigWm(Td))를
    Figure 112011090452107-pat00015
    (여기서, m은 로드셀의 개수)에 대입하여 상기 측정결과데이터(Weight)를 연산하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 출력단계에서 수행되는,
    상기 체중 모니터링 장치는 상기 측정결과데이터(Weight)를 상기 모바일 단말로 전송하는 제 2 전송단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 전송단계 이후에 수행되는,
    상기 모바일단말은 상기 측정결과데이터(Weight)가 상기 하중측정범위(K) 내에 속하지 않는 경우 경고데이터를 출력하는 제 3 출력단계; 및
    상기 모바일단말은 상기 측정결과데이터(Weight)가 복수개가 저장된 경우 복수의 상기 측정결과데이터(Weight) 중 저장된 순서대로의 상기 측정결과데이터 간의 차이 값을 연산하여 비교데이터를 생성하여 상기 비교데이터와 상기 측정결과데이터(Weight)를 출력하는 제 4 출력단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 휠체어 기반의 체중 모니터링 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006330960A (ja) 2005-05-25 2006-12-07 Tokunaga Soki Kenkyusho:Kk 寝床及び車椅子からの起き上がりを検知し通報する徘徊通報器

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