KR101569880B1 - 영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치 및 그 제어를 위한 시스템 - Google Patents

영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치 및 그 제어를 위한 시스템 Download PDF

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김명성
이소영
이율곤
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Abstract

본 발명은 웨어러블 장치를 이용하여 영상 신호를 전송하는 방법, 이를 위한 장치 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예로서, 무선 통신 시스템에서 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용(Be worn)시키기 위한 프레임부, 상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하는 영상촬영부, 상기 웨어러블 장치에 전력을 공급하는 배터리부, 적어도 하나의 외부기기와 신호를 송수신하기 위한 무선통신부 및 상기 무선통신부를 통하여 생체 상태 측정 장치로부터 수신된 제 1 명령에 대응하여 상기 영상촬영부가 상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하도록 하되, 상기 촬영된 사용자 주변 영상을 포함하는 사용자 주변 영상 신호를 생성하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치 및 그 제어를 위한 시스템 {APPARATUS FOR GENERATING IMAGE SIGNAL AND CONTROLLING SYSTEM}
본 발명은 영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치(WEARABLE DEVICE) 및 그 제어를 위한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자 생체 상태 측정 장치와 연계되어 특정 장소나 상태에 관한 영상 촬영을 수행하는 웨어러블 장치 및 상기 웨어러블 장치와 상기 사용자 생체 상태 측정 장치를 원거리에서 실시간으로 제어하는 시스템에 관한 것이다.
최근 웨어러블 장치 또는 웨어러블 장치들이 등장하고 있다. 웨어러블 장치는 일반적으로 스마트폰과 연동되는 안경(GLASS) 형태 또는 손목에 착용하는 밴드(BAND) 형태로 등장하고 있으며, 최근에는 스마트폰 없이도 독립적으로 작동할 수 있는 형태도 등장하고 있다.
또한, 상기 웨어러블 관련 기술의 발전에 따라 상기 웨어러블 장치의 형태는 안경 형태 또는 손목에 착용하는 밴드 형태 이외에도 머리에 착용하는 헬맷 등 다른 형태로도 구현될 수 있게 되었다.
한편, 화재가 발생하거나 고산(高山)에서 조난을 당하는 등 사고가 발생했을 때, 위와 같은 위험에 직접적으로 노출된 사람이 구조되길 기다리는 상황이나, 혹은 위와 같은 위험에 직접적으로 노출된 사람을 구조하기 위해 사고 현장에 진입 하는 경우, 예상보다 더 큰 피해의 확산을 방지하고 안전하게 구조를 진행하기 위해서는 현재 발생한 사고나 노출된 위험이 구체적으로 어떤 것인지, 그리고 그러한 상황에 놓여진 사람이 구체적으로 어떤 상태에 해당하는지에 대한 정확한 판단이 요구된다.
예를 들어, 복수 개의 층으로 구성된 건물의 중간 층에서 화재가 발생할 경우, 화재 현장에서 소정 거리만큼 떨어져 있는 사람이 화재 현장에 있는 위험에 처한 사람을 구조하기 위해서는 화재 현장에 대한 상황을 정확하게 판단하여야만 안전하면서도 신속한 구조 방법을 결정할 수 있으며, 화재 현장에 있는 사람의 현재 상태를 정확하게 판단하여야만 정확한 구조 시기를 결정할 수 있게 된다.
특정인으로부터 원거리에 있는 자가 특정인의 주변 상황이나 신체 상태 등에 관한 정보를 받기 위해서는 일반적으로 휴대 전화나 무전기 등을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 방법들은 앞서 언급한 화재 상황이나 조난 상황 등 긴급을 필요로 하는 경우에는 이용하기도 힘들뿐만 아니라 이용하더라도 원거리 통신 또는 실시간 사용이 불가능하거나 혹은 단순히 육성이나 사진 등으로만 그 상황을 전송할 수 있을 뿐이어서 특정인의 주변 상황이나 신체 상태에 관한 정보를 정확하게 원거리의 타인에게 전달하기 어렵다는 문제점이 있다.
위와 같은 상황의 구체적 예시로서, 미국 9.11 테러 사건에서 세계무역센터에 구조요원들이 투입되어 사고 상황에 처한 사람들에 대한 구조를 수행하던 중, 구조 관제 센터에 현장 상황 및 현재 상태에 관한 정보가 정확하게 전달이 이루어지지 못해 사고 상황에 처한 사람들뿐만 아니라 구조요원까지도 위험에 빠지거나 사망하는 등의 사고가 발생한 바 있다.
이와 같이, 우리 주변에서는 위와 같은 사건 또는 사고가 끊임없이 발생하고 있으며, 뿐만 아니라 특정 개인의 신체 상태나 주변 상황을 원거리에 있는 타인에게 전송해주어야만 하는 경우가 빈번하게 발생하고 있음에도 불구하고, 현재 특정인으로부터 원거리에 위치하는 자가 그 특정인 주변의 환경 혹은 특정인 개인의 상태를 정확하게 판단할 수 있는 기술이 존재하지 않아 문제가 되고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서 특정 환경에 속해있는 자가 원거리에 있는 자에게 자신의 상황이나 현재 상태를 영상으로서 정확하게 전송할 수 있는 수단이 요구되고 있으며, 다른 측면으로는 원거리에 있는 자가 특정인을 그 환경에서 벗어나게끔 하거나 혹은 특정인에게 도움을 주기 위해 상기 특정인 주변의 환경이나 특정인 개인의 상태를 정확하게 알아낼 수 있는 수단이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 사용자의 생체 신호를 측정하고 이를 통해 사용자의 현재 상태를 정확하게 측정할 수 있는 생체 상태 측정 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 생체 상태 측정 장치를 통해 측정한 사용자의 생체 신호를 기반으로 하여 제어될 수 있는 영상 촬영 및 무선통신이 가능한 웨어러블 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 상기 웨어러블 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치를 총괄적으로 제어하여 원거리에서도 실시간으로 사용자에 대한 관제를 수행할 수 있는 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용(Be worn)시키기 위한 프레임부, 상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하는 영상촬영부, 상기 웨어러블 장치에 전력을 공급하는 배터리부, 적어도 하나의 외부기기와 신호를 송수신하기 위한 무선통신부 및 상기 무선통신부를 통하여 생체 상태 측정 장치로부터 수신된 제 1 명령에 대응하여 상기 영상촬영부가 상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하도록 하되, 상기 촬영된 사용자 주변 영상을 포함하는 사용자 주변 영상 신호를 생성하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는 GPS(Global Positioning System) 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 위치 측정을 수행하는 위치측정부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 위치측정부가 상기 사용자의 위치 측정을 수행하여 사용자 위치 측정 정보를 생성하도록 제어할수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는 상기 생성된 사용자 주변 영상 신호 및 상기 생성된 사용자 위치 측정 정보를 저장하기 위한 메모리부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 사용자 주변 영상 신호 및 상기 사용자 위치 측정 정보를 상기 메모리부에 저장하거나 또는 상기 하나 이상의 외부기기로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치에 있어서, 상기 하나 이상의 외부기기로의 전송은, 상기 외부기기로 직접 전송하거나 또는 상기 사용자를 중심으로 미리 정해진 반경(radius) 이내의 중계기(relay station)를 통해 상기 외부기기로 전송하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는, 사용자가 제어 명령을 입력할 수 있는 사용자 입력부;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 사용자 입력부를 통해 입력된 제 2 명령에 대응하여 상기 영상촬영부의 사용자 주변 영상 촬영, 상기 위치측정부의 사용자 위치 측정, 상기 사용자 주변 영상 신호와 상기 사용자 위치 측정 정보를 상기 메모리부에 저장 및 상기 사용자 주변 영상 신호와 상기 사용자 위치 정보를 상기 하나 이상의 외부기기로 전송하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치는, 음성 신호를 출력하는 음성 신호 출력부를 더 포함하되, 상기 외부기기로부터 수신된 음성 신호를 상기 음성 신호 출력부를 통하여 출력할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치에 있어서, 상기 제 1 명령은 상기 생체 상태 측정 장치에 의해 측정된 상기 사용자의 생체 신호 정보를 포함하되, 상기 제 1 명령은 상기 사용자의 생체 신호 정보가 나타내는 값이 미리 정해진 기준과 특정 값 이상의 차이를 갖는 경우 상기 생체 상태 측정 장치로부터 수신할 수 있다.
또한, 상기 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치에 있어서, 상기 배터리부는, 리튬 이온 배터리(Li-ion battery), 리튬 이온 폴리머 배터리(Li-ion polymer battery) 또는 리튬인산철 배터리(LiFePo4 battery) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치는, 상기 사용자의 신체에 착용(Be worn)시키기 위한 프레임부; 상기 사용자의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 측정부 및 상기 측정된 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 미리 정해진 기준과 특정 값 이상의 차이를 갖는 지 여부를 판단하여 상기 사용자의 생체 상태를 결정하되, 상기 결정된 사용자의 생체 상태 결과를 기반으로 하여 상기 웨어러블 장치를 제어하기 위한 알람 신호를 생성하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지되, 상기 알람 신호는 상기 측정된 사용자의 생체 신호 정보 및 영상 촬영 지시 정보를 포함하며, 상기 영상 촬영 지시 정보는 상기 웨어러블 장치가 상기 웨어러블 장치 사용자 주변의 영상을 촬영하도록 지시하는 제어 정보 일 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치는, GPS(Global Positioning System) 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 위치 측정을 수행하는 위치측정부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 위치측정부가 상기 사용자의 위치 측정을 수행하여 사용자 위치 측정 정보를 생성하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치는, 상기 웨어러블 장치를 포함하는 외부기기와 신호를 송수신하기 위한 무선통신부;를 더 포함하되,
상기 측정된 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 미리 정해진 기준과 특정 값 이상의 차이를 갖는 것으로 상기 사용자의 생체 상태 결과가 결정된 경우, 상기 제어부는 상기 생성된 알람 신호를 상기 무선통신부를 통해 상기 웨어러블 장치를 포함하는 하나 이상의 외부기기로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치에 있어서, 상기 생체 신호는 상기 사용자의 심박수 정보, 상기 사용자의 체온 정보, 상기 사용자의 피부 상태(Skin Condition) 정보, 상기 사용자의 체내 산소량 정보, 상기 사용자 주변의 질소(Nitrogen)량 및 일산화탄소(Carbon monoxide)량에 관한 정보 및 상기 사용자 주변의 자외선 변화에 관한 정보 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치에 있어서, 상기 생체 신호 측정부는 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박 측정 센서; 상기 사용자의 체온을 측정하는 체온 측정 센서; 상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 피부 상태 측정 센서; 상기 사용자의 체내 산소량을 측정하는 산소량 측정 센서; 상기 사용자 주변의 자외선 변화를 측정하는 UV(Ultraviolet-Ray) 센서; 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반경 이내의 질소량을 측정하는 질소량 측정 센서; 및 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반경 이내의 일산화탄소량을 측정하는 일산화탄소량 측정 센서 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치에 있어서, 상기 사용자의 생체 상태 결정은, 상기 외부기기로부터 상기 사용자의 기존 생체 상태 결과를 수신하고, 상기 수신된 사용자의 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값과 상기 측정된 사용자의 생체 신호가 나타내는 값을 비교하여, 상기 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 상기 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값과 미리 정해진 특정 값 이상의 차이를 갖는 지 여부를 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨어러블 장치를 제어하는 사용자 생체 상태 측정 장치는, 상기 사용자의 생체 신호 측정, 생체 상태 결정, 알람 신호 생성 및 상기 사용자의 위치 측정의 수행은 상기 사용자에 의해 제어되거나 또는 원격으로 제어될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.
첫째, 열악하거나 위험한 사고 현장에 속해있는 자 혹은 그 현장에서 근무하는 자가, 사고 현장으로부터 원거리에 위치한 자에게 주변 상황 및 본인의 현재 상태 정보를 정확하게 제공할 수 있게 되어 보다 확실하게 사고 현장의 상황 및 특정인의 상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 초등학교 저학년 또는 고령의 노인과 같이 위험에 노출되기 쉬운 사람의 주변 상황 및 현재 상태 정보를 제공할 수 있게 되어 위험에 노출되기 쉬운 사람을 더욱 세밀하게 보호할 수 있다는 효과가 있다.
셋째, 원거리에 위치한 자가 특정인에 대한 주변 상황 및 상태 정보를 제공할 수 있도록 제어할 수 있어 원거리에 위치한 자로 하여금 특정인에 대한 접근성을 높일 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 시스템을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 웨어러블 장치 시스템의 내부구성도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치가 휴대폰과 연결을 성립하는 과정을 나타낸 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 상태 측정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법의 흐름도를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전히 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 나아가, "일(a 또는 an)", "하나(one)", 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
명세서 전체에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 시스템을 예시하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명이 적용될 수 있는 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 시스템은 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치(이하, 영상 신호 생성 장치라 한다. 100), 생체 상태 측정 장치(200), 서버(Server, 300)(또는 원격 관제 장치) 및 네트워크(Network, 400)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 도 1 에서는 설명의 편의를 위하여 본 시스템 내 각각 하나의 영상 신호 생성 장치(100), 생체 상태 측정 장치(200), 서버(300) 및 네트워크(400)만이 포함되는 것으로 도시하였으나, 이와 달리 본 시스템에는 하나 이상의 영상 신호 생성 장치(100), 생체 상태 측정 장치(200), 서버(300) 및/또는 네트워크(400)가 포함될 수도 있다.
본 발명에서, 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치(100, 200)는 각각 유무선 네트워크를 통해 정보를 공유하는 사물인 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT) 장치일 수 있으며, 그 뿐만 아니라 웨어러블 장치(WEARABLE DEVICE), 웨어러블 글래스(WEARABLE GRASS), 웨어러블 밴드(WEARABLE BAND), 사용자 장치(USER EQUIPMENT), 터미널(TERMINAL), MS(MOBILE STATION), MSS(MOBILE SUBSCRIBER STATION), SS(SUBSCRIBER STATION), AMS(ADVANCE MOBILE STATION), WT(WIRELESS TERMINAL), MTC(MACHINE-TYPE COMMUNICATION) 장치, M2M(MACHINE TO MACHINE) 장치, D2D 장치(DEVICE-TO-DEVICE) 장치 등으로 구현되거나 위와 같은 용어로 대체될 수 있는 이동성이 있는 기기를 통칭한다.
또한, 본 발명에서 서버(300)는 상기 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치(100, 200)와 직접적으로 통신하는 일련의 장치로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 서버(300)는 서버(Server), PC(Personal Computer) 또는 사용자 단말(User Equipment)로 구현되거나 그 용어가 대체될 수도 있으며, 그 뿐만 아니라 데스크톱(Desk Top), 랩톱(Raptop), 테블릿 PC(Tablet PC), 스마트 폰(Smart Phone), Wi-Fi 폰, IP (Internet Protocol) 폰, AP(Access Point), HGW(Home Gateways), STB(Set Top Box) 또는 PC(Personal Computer), 휴대폰(Mobile Phone), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등 상기 PC 또는 사용자 단말 등의 용어로 대체될 수 있는 이동성 또는 고정형의 기기를 통칭한다.
물론 이는 예시에 불과할 뿐이며, 상술한 예 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 개발될 모든 통신이 가능한 장치를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.
상기, 서버(300)와 상기 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치(100, 200) 상호간의 통신 수단으로는 근거로 통신 모듈 또는 전파나 적외선을 이용한 무선 통신 수단 모두가 포함될 수 있으며, 향후 개발 될 모든 무선 통신 수단이 적용될 수 있다.
네트워크(400)는 근거리 또는 원거리 무선 통신 모듈을 포함하는 개념으로서, 상기 영상 신호 생성 장치(100), 생체 상태 측정 장치(200) 및 서버(300) 간 데이터나 신호를 전송할 수 있는 하나의 수단을 의미한다.
예를 들어, 근거리 무선 통신 모듈은 상기 영상 신호 생성 장치(100), 생체 상태 측정 장치(200) 및 서버(300) 간의 근거리 무선 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 무선 통신(short range wireless communication) 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다.
원거리 통신 모듈, 즉, 무선 통신 수단으로는 인터넷 프로토콜(IP)을 통하여 대용량 데이터의 송수신 서비스 및 끊기는 현상이 없는 데이터 서비스를 제공하는 아이피(IP: Internet Protocol) 또는 아이피망을 기반으로 서로 다른 망을 통합한 아이피망 구조인 올 아이피(All IP)망 일 수 있으며, 유선망, Wibro(Wireless Broadband)망, WCDMA를 포함하는 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망 및 LTE망을 포함하는 이동통신망, LTE advanced를 포함하는 이동통신망, 위성 통신망 및 와이파이(Wi-Fi)망 중에서 하나 이상을 결합하여 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 적용될 수 있는 웨어러블 장치 시스템의 내부구성도를 도시하는 도면이다.
도 2를 참고하면 본 발명의 적용될 수 있는 웨어러블 장치 시스템(100)의 내부구성도가 도시 되어 있으며, 상기 웨어러블 장치의 시스템(100)은 카메라부(120), 음성입력부(113), 사용자입력부(112, 114), 센싱부(130), 출력부(300), 무선통신부(통신모듈, 250), 메모리(260), 인터페이스부(270), 제어부(210), 상황평가모듈(230), 음성인식부(220) 및 전원공급부까지 포함할 수 있다.
카메라부(120)는 비디오 신호 또는 이미지 신호 입력을 위한 것으로, 장치의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다. 카메라부(120)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(310)에 표시될 수 있다. 또한, 카메라부(120)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(260)에 저장되거나 무선통신부(통신모듈, 250)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 또한, 이미지 신호 또는 비디오 신호가 정보처리를 위한 입력으로 쓰이는 경우, 제어부(210)로 이미지 신호 및 비디오 신호를 전달한다.
음성입력부(113)는 음성신호의 입력을 위한 것으로 마이크 등이 포함될 수 있다. 마이크는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신부를 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크 는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)를 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 사용될 수 있다.
사용자입력부(112, 114)는 사용자가 장치의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자입력부(112. 114)는 키패드(key pad), 키보드, 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치, 핑거 마우스 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이부(310)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(센서, 130)는 장치의 개폐 상태, 장치의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 장치의 현 상태를 감지하여 장치의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 또한, 센싱부(130)는 장치의 정보처리를 위한 입력신호를 받는 입력부의 기능을 담당할 수 있으며, 외부 기기 연결 여부 인식 등의 다양한 센싱 기능을 담당할 수 있다.
센싱부(130)는 자이로센서(131), 가속도 센서(132), 압력센서(133), 홍채인식센서(134), 심박검출센서(135), 근전도 센서(136)를 포함할 수 있으며, 그 외 피부온도 측정센서, 피부저항 측정센서, 심전도센서, UV(UltraViolet-ray) 센서, 체내 산소 측정 센서, 모션 센서, 지문인식센서, 근접센서(Proximity Sensor), 질소량 측정 센서 및 일산화탄소 측정 센서 등의 현재 개발되었거나 상용화 된 센서 및 앞으로 개발 될 센서의 유형도 더 포함할 수 있다.
압력센서(133)는 디바이스에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다. 압력센서(133)는 사용환경에 따라 장치에서 압력의 검출이 필요한 부위에 설치될 수 있다. 만일, 압력센서(133)가 디스플레이부(310)에 설치되는 경우, 압력센서(133)에서 출력되는 신호에 따라, 디스플레이부(310)를 통한 터치 입력과, 터치 입력보다 더 큰 압력이 가해지는 압력터치 입력을 식별할 수 있다. 또한, 압력센서(133)에서 출력되는 신호에 따라, 압력 터치 입력시 디스플레이부(310)에 가해지는 압력의 크기도 알 수 있다.
모션 센서는 자이로센서(131), 가속도센서(132), 지자기센서 등의 센서 중에서 하나 이상을 포함하며, 이를 이용하여 디바이스의 위치나 움직임 등을 감지한다. 모션 센서에 사용될 수 있는 가속도센서(132)는 어느 한 방향의 가속도 변화에 대해서 이를 전기 신호로 바꾸어 주는 소자로서, MEMS(micro-electromechanical systems) 기술의 발달과 더불어 널리 사용되고 있다. 가속도센서(132)는 중력가속도의 변화를 인식하는 중력센서를 포함한다. 이러한 가속도센서(132)는 액티브센싱(Active Sensing)이 가능한 블루투스 4.2와 같이 블루투스 4.0 이후의 비콘(BLE)을 함께 사용할 경우, 사용자가 특정한 위치를 지나고 있고, 얼마의 속도로 특정한 위치를 이동하고 있는 지를 알 수 있게 되어, 이동 속도와 관련하여 정확한 시간 측정이 가능하다. 또한, 자이로센서(131)는 각속도를 측정하는 센서로서, 기준 방향에 대해 돌아간 방향을 감지할 수 있다.
홍채인식센서(134)는 사람마다 고유한 특성을 가진 안구의 홍채 정보를 이용해 사람을 인식하는 기능을 수행한다. 사람의 홍채는 생후 18개월 이후 완성된 뒤, 홍채의 내측연 가까이에 융기되어 있는 원형의 홍채 패턴은 한번 정해지면 거의 변하지 않고, 또 사람마다 모양이 모두 다르다. 따라서 홍채인식은 사람마다 각기 다른 홍채의 특성을 정보화해 이를 보안용 인증기술로 응용한 것이다. 즉, 홍채의 모양과 색깔, 망막 모세혈관의 형태소 등을 분석해 사람을 식별하기 위한 수단으로 개발한 인증방식이다.
홍채인식센서(134)는 홍채의 패턴을 코드화해 이를 영상신호로 바꾸어 비교?판단하는데, 일반적인 작동 원리는 다음과 같다. 먼저 일정한 거리에서 홍채인식기 중앙에 있는 거울에 사용자의 눈이 맞춰지면, 적외선을 이용한 카메라가 줌렌즈를 통해 초점을 조절한다. 이어 홍채 카메라가 사용자의 홍채를 사진으로 이미지화한 뒤, 홍채 인식 알고리즘이 홍채의 명암 패턴을 영역별로 분석해 개인 고유의 홍채 코드를 생성한다. 마지막으로 홍채 코드가 데이터베이스에 등록되는 것과 동시에 비교 검색이 이루어진다.
심박검출센서(135)는 감성신호를 수집하기 위해 심장 박동에 의한 혈관 굵기의 변화에 따른 광혈류량의 변화를 측정한다. 뿐만 아니라 단위 시간당 심장 박동의 횟수 및 횟수의 변화 등을 측정할 수 있으며, 상기 단위 시간당 심장 박동의 횟수 등을 측정하는 경우 상기 심박검출센서는 주변 환경의 상태 및 측정 대상의 상태 등을 고려하여 측정할 수도 있다.
피부 온도 센서(체온 측정 센서)는 피부 상태 측정 센서를 포함할 수 있으며, 체온을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 주변 온도 변화에 반응하여 저항 값이 변화하는 것에 따라 피부 온도를 측정할 수 있는 센서로서, 미리 정해진 값(예를 들어, 피부의 정상 온도인 섭씨 36.5도 내지 섭씨 37.5도)을 기준으로 하여 비정상적인 피부 온도 상승 및 저하에 대해서도 측정할 수 있다. 또한, 상기 피부 저항 센서는 피부의 전기 저항을 측정하여, 상기 피부 온도 센서가 주변 온도 변화에 반응하여 저항 값이 변화하는 것을 측정할 수 있도록 하는데 이용될 수 있다.
UV 센서는 자외선을 감지하는 센서로서, 화재 발생하는 경우 이를 감지할 수 있는 자외선 감지 센서라고 할 수 있다. 즉, 화재로 인해 연기가 발생되어 그 연기가 상기 UV 센서로 유입되는 빛을 차단하면, 상기 UV 센서에 의해 감지될 수 있는 자외선의 양에 변화가 생기므로 상기 변화된 자외선의 양을 측정하여 화재 여부 등을 감지할 수 있다.
또한, 상기 UV 센서가 특정 부분에 대해 빛을 비추고 있다가 화재로 인해 발생된 연기가 상기 비추고 있는 빛을 가릴 경우, 상기 UV 센서는 가려진 빛의 정도에 따라 화재 발생 여부 및 발생된 화재의 크기 등을 감지 내지 판단할 수 있으며, 위와 같이 자외선을 분석 내지 처리하여 판단한 화재의 규모 등을 토대로 단위 면적당 연기(Smoke) 포화도를 계산할 수도 있다.
체내 산소 측정 센서는 인체 내에 존재하고 있는 산소의 양을 측정하는 센서로서, 평균 상태에 있는 인체가 정상 범위의 산소의 양을 가지고 있는 경우의 여러 가지 조건(예를 들어, 체온, 주변 온도, 심박수 등)을 미리 판단한 다음, 상기 여러 가지 조건 등의 변화를 고려하여 상기 인체 내에 존재하고 있는 산소의 양을 판단하여 그 결과를 측정하는 센서를 의미한다.
근접센서는 접근하는 물체나, 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있도록 한다. 근접센서는 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다. 근접센서는 구성되는 유형에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
일산화탄소 측정 센서는, 인접한 공기 중에 존재하는 이산화탄소 가스의 농도를 측정하는 센서로서, 광학적인 비분산적외선(Non-Dispersive InfraRed; NDIR) 으로 이산화탄소 농도를 측정하는 방식 및 고체전해질을 이용함으로써 전기화학적으로 이산화탄소 농도를 측정하는 방식이 존재한다.
질소량 측정 센서는, 일산화 질소(NO), 이산화질소(NO2), 삼산화이질소(N2O3) 및 아산화질소(N2O) 등 인접한 공기 중에 존재하는 질소산화물을 측정하는 센서로서, 평형 전위를 이용하는 방식, 전류를 이용하는 방식, 질소산화물 가스를 하나의 다른 가스 형태로 변환하는 변환 셀을 이용하는 방식 및 산소이온 전도성 고체전해질과 전기적 신호를 이용하는 방식 등이 있다.
출력부(300)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(300)에는 디스플레이부(310), 음향출력 모듈, 알람부(330), 및 햅틱 모듈(340) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(310)는 디바이스에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 디바이스가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 디바이스가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(310)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(310)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 만일, 디스플레이부(310)가 터치스크린으로 구성되는 경우, 터치스크린 패널, 터치스크린 패널 제어기 등을 포함할 수 있다.
이외에도 디스플레이부(310)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 그리고, 디바이스의 구현 형태에 따라 디스플레이부(310)가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스에 외부 디스플레이부(310)와 내부 디스플레이부(310)가 동시에 구비될 수 있다.
디스플레이부(310)는 HUD(Head up Display), HMD(Head mounted Display) 등으로 구현될 수 있다. HMD(Head mounted Display)란 안경처럼 머리에 쓰고 대형 영상을 즐길 수 있는 영상표시장치다. HUD(Head up Display)는 사용자의 가시영역 내의 유리에 가상 화상(virtual image)을 투영시키는 영상표시장치이다.
음향출력 모듈(320)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부로부터 수신되거나 메모리(260)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향출력 모듈(320)은 디바이스에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(320)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(330)는 디바이스의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 디바이스에서 발생하는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력 등이 있다. 알람부(330)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동알람부를 포함하여, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다. 알람부(330)는 호 신호가 수신되거나 메시지가 수신된 경우, 이를 알리기 위해 신호를 출력할 수 있다. 또한. 알람부(330)는 키 신호가 입력된 경우, 키 신호 입력에 대한 피드백으로 신호를 출력할 수 있다. 이러한 알람부(330)가 출력하는 신호를 통해 사용자는 이벤트 발생을 인지할 수 있다. 디바이스에서 이벤트 발생 알림을 위한 신호는 디스플레이부(310)나 음향출력 모듈를 통해서도 출력될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(340)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(340)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(340)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅틱 모듈(340)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
무선통신부(250)는 방송수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 GPS 모듈 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신한다. 이때, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널 등을 포함할 수 있다. 방송관리 서버는, 방송신호 및 방송 관련 정보 중 적어도 하나를 생성하여 송신하는 서버나, 기 생성된 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다.
방송관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 방송관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이 경우에는 이동통신 모듈에 의해 수신될 수 있다. 방송관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다.
방송수신 모듈은, 각종 방송 시스템을 이용하여 방송 신호를 수신하며, 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 또한, 방송수신 모듈은, 이와 같은 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 방송 신호를 제공하는 모든 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수 있다. 방송수신 모듈을 통해 수신된 방송신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(260)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈은 디바이스에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), LTE(long term evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(116)은 앞서 도 1에서 언급한 바와 같이 근거리 통신을 위한 모듈을 말하며, 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), Z-wave 등이 이용될 수 있다.
본 발명에서 비콘(Beacon)은 무선통신 장치로써 블루투스 4.2 (BLE-Bluetooth Low Energy) 기반의 프로토콜을 사용해 매우 작은 주파수 시그널을 그들 주위에 전달한다. 블루투스 4.2은 장치가 대략 100m이내의 디바이스들과 통신을 할 수 있으며, 배터리 수명에 거의 영향을 끼치지 않는 저전력이어서 전력 낭비를 최소화하여 상기 블루투스를 항상 켤 수 있다.
또한, 블루투스 4.2는 인터넷 프로토콜 지원 프로파일(IPSP) 개발로 블루투스 센서나 디바이스들이 인터넷에 직접 접속할 수 있다. 또한, 인터넷 프로토콜 지원 프로파일(IPSP)는 블루투스에 무제한 인터넷 주소 체계인 IPv6와 저전력 무선통신 기술인 6LowPAN(IPv6 over Low power wireless personal area network) 적용을 가능하게 할 수 있다.
아울러, 블루투스 4.2는 128비트 AES(Adavanced Encryption Standard) 암호화 지원으로 보안성이 향상되었으며, 기기 간 패킷 용량 확장으로 데이터 전송 속도가 2.5배 이상 빨라졌으면 소비전력 효율성도 더욱 증대 되었다.
위와 같은 특징에 따라 블루투스 4.2는 블루투스 센서나 기기가 직접 인터넷에 연결되어 블루투스 정보를 클라우드 애플리케이션(Cloud Application)에도 전송할 수 있고 웹브라우저에서도 볼 수 있게 되는 등, 더 이상 스마트폰 애플리케이션이 없더라도 블루투스 정보를 전송할 수 있게 되었다.
GPS(Global Position System) 모듈(115)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신하며, 이를 이용해 사용자의 현재 위치 측정을 수행할 수 있다.
메모리(260) 혹은 저장부 또는 메모리부는 제어부(210)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
메모리(260)는 플래시 메모리(260) 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리 (예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 디바이스는 인터넷(internet) 상에서 메모리(260)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.
인터페이스부(270)는 디바이스에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 디바이스에 연결되는 외부기기의 예로는, 유/무선 헤드셋, 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(Memory card), SIM(Subscriber Identification Module)이나 UIM(User Identity Module) 카드 등과 같은 카드 소켓, 오디오 I/O(Input/Output) 단자, 비디오 I/O(Input/Output) 단자, 이어폰 등이 있다. 인터페이스부(270)는 이러한 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 디바이스 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 디바이스 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(210) 또는 정보처리모듈은 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 디바이스의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(210)는 멀티미디어 재생을 위해 데이터를 처리하는 기능을 수행한다. 또한, 입력부 또는 센싱부(130)로부터 입력받은 데이터를 처리하는 기능을 수행한다.
상황평가모듈(230)은 메모리(260)에 저장된 기준이나 사용자로부터 입력받은 기준을 바탕으로, 사용자가 상기 웨어러블 장치를 사용하는 상황을 결정하는 기능을 수행한다. 즉, 여러 가지 기준을 바탕으로 사용자의 상기 디바이스 이용상황을 결정하여, 상기 디바이스의 시스템 설정을 하거나 입력받아야 할 신호를 결정하는 등의 기능을 수행한다.
음성인식부(220)는 자동적 수단에 의하여 음성으로부터 언어적 의미 내용을 식별하는 기능을 수행한다. 구체적으로 음성파형을 입력하여 단어나 단어열을 식별하고 의미를 추출하는 처리 과정이며, 크게 음성 분석, 음소 인식, 단어 인식, 문장 해석, 의미 추출의 5가지로 분류된다. 음성인식부(220)는 저장된 음성과 입력된 음성이 동일한지 비교하는 음성평가모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 음성인식부(220)는 입력된 음성을 텍스트로 변환하거나, 텍스트를 음성으로 변환하는 음성-텍스트변환모듈(240)도 더 포함할 수 있다.
전원 공급부는 제어부(210)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치 및 그 제어를 위한 시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3를 참고하면, 본 발명의 영상 신호 생성 장치는 앞서 도 2에서 언급한 사물 인터넷 장치의 개념을 포함하는 웨어러블 장치로 구현될 수 있으며, 이에 따라 도 3에서 별도의 설명이 없더라도 상기 도 2의 웨어러블 장치의 설명에서 언급한 각 구성들의 특징을 그대로 포함하여 구현될 수 있다.
상기 영상 신호 생성 장치(100)는 프레임부, 영상촬영부, 배터리부, 무선통신부 및 제어부를 포함하여 구성될 수 있으며, 발명의 실시예에 따라 상기 영상 신호 생성 장치는 음성신호출력부, 사용자입력부, 위치측정부 등의 구성요소들을 포함 또는 생략할 수도 있으며, 이와 달리 도 2에서 언급한 웨어러블 장치가 포함하고 있는 또 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다.
한편, 도 3의 영상 신호 생성 장치에 포함된 각 부의 수행 역할은 앞서 도 2에서 언급한 웨어러블 장치가 포함하고 있는 구성요소와 동일한 역할을 수행할 수 있으며, 본 발명에서는 주변 환경에 대한 촬영을 수행할 수 있으며, 상기 촬영된 영상을 생체 상태 측정 장치 및 서버로 송신하고, 이에 대한 응답을 수신할 수 있는 장치를 더 포함하는 의미로 해석한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 프레임부는 사용자의 머리에 착용 가능한 헬맷일 수 있다. 위와 같이, 상기 웨어러블 장치의 프레임부가 헬맷의 형태로 구현되면, 상기 웨어러블 장치 내 영상촬영부에 의해 촬영되는 사용자 주변의 영상은 상기 헬맷의 위치에서 촬영이 이루어지게 되므로, 상기 헬맷을 착용한 사용자의 시각과 동일한 시점(eye point)에 따라 촬영이 이루어질 수가 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 헬맷을 착용한 사용자의 시각과 동일한 시점에서 촬영된 촬영 영상이 생성되어 제공될 수 있으므로, 외부기기가 상기 웨어러블 장치로부터 이를 수신받아 디스플레이하는 경우, 상기 외부 기기의 관측자는 원거리에서도 상기 웨어러블 장치의 사용자와 동일한 시점으로 상기 사용자 주변을 관찰할 수 있게 된다는 효과가 있다. 또한 헬맷을 착용하는 머리의 경우 손목이나 팔, 몸통, 다리 등에 비해 상대적으로 덜 흔들리며 일관된 방향으로 촬영이 수행될 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따라 상기 영상 신호 생성 장치의 프레임부가 사용자의 머리에 착용 가능한 헬맷으로 구현될 경우, 잦은 움직임으로 인해 영상이 낭비되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 존재한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 영상 신호 생성 장치는, 생체 상태 측정 장치로부터 알람 신호를 수신할 수 있으며, 여기에서 알람 신호라 함은, 상기 생체 상태 측정 장치 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 외부 기기로부터 수신한 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값 또는 미리 정해진 기준 값과 비교할 때 소정 크기 이상의 차이를 갖는 경우 전송되는 신호를 의미한다. 상기 영상 신호 생성 장치는 상기 알람 신호를 수신함에 따라 이에 대응하여 영상촬영부 내 카메라를 이용하여 주변 영상을 촬영할 수 있다.
이 때의 상기 영상촬영부(또는 카메라부)는 도 4에 나타난 바와 같이 촬영에 이용되는 렌즈, 이미지센서, 촬영된 영상을 전송하는데 사용되는 써데스 전송단(Serdes(Serializer/Deserializer) TX) 및 상기 영상촬영부를 제어하는 프로세서인 Micom(Microcomputer)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 영상촬영부는 카메라를 이용하여 주변 영상 촬영 시 전방 영상뿐만 아니라 측방 영상, 후방 영상 중 하나 이상을 더 포함하여 촬영할 수 있으며, 시각 정보인 비디오 영상 외에 청각 정보인 오디오(Audio)도 함께 포함하여 촬영될 수 있다.
또한, 상기 영상 신호 생성 장치는 위치측정부를 포함할 수 있으며, 상기 위치측정부는 제어부의 제어에 따라 GPS(Global Positioning System) 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 상기 영상 신호 생성 장치 사용자의 위치 측정을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 영상 신호 생성 장치는 화재를 포함한 각종 재해가 일어날 수 있는 임의의 공간이나 건물 등에 실내 위치 측위에 이용될 수 있는 비콘을 전송하는 디바이스(device)가 존재하는 경우, 상기 디바이스와 연결되어 상기 디바이스로부터 비콘을 수신할 수 있으며, 이를 기반으로 미리 정해진 외부기기에 자신의 위치 정보를 전송함으로써 상기 영상 신호 생성 장치를 착용한 사용자의 위치 측정을 수행할 수 있다.
아울러, 상기 영상 신호 생성 장치를 착용한 사용자의 위치 측정은 상기 영상 신호 생성 장치가 GPS(Global Positioning System), 카메라 등을 이용하여 자체적으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이 상기 영상 신호 생성 장치를 착용한 사용자의 위치 측정이 가능함에 따라 원 거리에 있는 사람은 상기 영상 신호 생성 장치를 착용한 사용자의 현재 위치 파악이 가능함은 물론, 상기 영상 신호 생성 장치로 이동 경로 정보를 전송하거나 혹은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 영상 신호 생성 장치에 포함된 음성통신부(또는 음성 신호 출력부)를 통해 음성 신호를 송수신 함으로써 상기 영상 신호 생성 장치 사용자로 하여금 정확하고 신속하게 이동할 수 있도록 도움을 주는 효과가 존재할 수 있다.
한편, 상기 주변 영상 촬영 또는 위치 측정을 수행한 상기 영상 신호 생성 장치는 상기 촬영된 영상을 포함하는 영상 신호 또는 사용자의 위치 정보를 포함하는 사용자 위치 측정 정보를 생성할 수 있으며, 상기 생성된 영상 신호 및 사용자 위치 측정 정보를 도 3 및 도 4에서 도시하고 있는 상기 영상 신호 생성 장치의 무선통신부(또는 모뎀부)를 통해 외부기기(예를 들어, PC, 스마트폰 또는 서버와 같이 상기 영상 신호 생성 장치와 유무선 통신으로 연결될 수 있는 모든 장치를 의미한다.)로 전송할 수 있으며, 이 때의 전송은 블루투스 등의 근거리 통신 모듈 또는 LTE 모듈을 포함하는 무선 인터넷 모듈을 이용하여 수행될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 상기 영상 신호 생성 장치가 내부에 적어도 하나의 외부기기와 통신 신호를 송수신하기 위한 LTE(Long Term evolution) 통신 모듈을 포함하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치가 원거리에 있는 외부기기(예를 들어, 서버, 원격 관제 장치 등)와 상기 LTE 통신 모듈을 통해 실시간으로 연결될 수 있으며, 나아가 상기 LTE 통신 모듈을 통하여 서로 간 통신 신호를 주고받을 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 의할 경우, 소정 거리의 작은 범위 이내에서만 통신 신호 송수신이 가능한 근거리 통신 모듈(예를 들어, 지그비, 블루투스 등)에 비해, 상대적으로 더 넓은 범위까지 외부기기와 영상 신호 생성 장치가 통신 신호를 주고 받을 수 있게 되므로, 원거리 통신이 빈번하게 필요한 긴급 상황(화재, 재난 등) 등에서는 통신 신호 송수신의 거리 제한을 축소 시킨 본 발명의 장치가 매우 유용하게 활용될 수 있다는 효과가 존재한다.
또한, 상기 전송 시 상기 외부기기로 직접 전송할 수도 있으며, 상기 사용자를 중심으로 미리 정해진 반경(Radius) 이내의 중계기(Relay Station)를 통해 전송될 수도 있다.
여기에서 상기 중계기라 함은 저전력/근거리 통신을 위한 스몰 셀(Small Cell, 예를 들어 피코 셀 또는 펨토 셀) 등을 의미하며, 다만, 화재가 발생한 현장 등에서는 위와 같은 고정형 중계기가 모두 화재로 소진될 수도 있기 때문에 상기 중계기는 고정형태뿐만 아니라 이동성을 가진 소형 기기(예를 들면, 화재가 일어난 건물 외부에 위치한 사다리차에 부착된 중계기 또는 화재 진압을 위해 소방관이 건물 진입 시 투척 등을 할 수 있는 형태로 구현된 이동형 중계기(스몰 셀) 등)도 포함할 수 있다.
또한, 상기 촬영된 영상 및 사용자 위치 정보는 상기 영상 신호 생성 장치 내에서 저장 기능을 수행하기 위한 메모리부 또는 메모리에 저장될 수 있으며, 상기 전송과 상기 저장은 동시에 혹은 각각 별개로 수행될 수도 있다.
아울러, 상기 영상 신호 생성 장치는 상기 영상 등의 전송 수행에 이용되는 무선 통신부(통신 모뎀)를 더 포함할 수 있으며, 상기 무선 통신부는 상기 영상 신호 전송 장치 내부 또는 외부에 부착되어 탈부착 할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부는 배터리를 더 포함하여 상기 영상 신호 생성 장치의 전력 소비를 더욱 감소시킬 수도 있으며, 상기 배터리는 상기 영상 신호 생성 장치에 포함될 수도 있다.
이 때, 상기 배터리는 액체를 전해질로 갖고 높은 에너지 저장밀도를 갖는 리튬 이온 배터리(Li-ion battery)나, 고체 또는 젤형태의 고분자 중합체를 전해질로 갖고 높은 에너지 저장밀도뿐만 아니라 가벼운 무게, 낮은 내부 저항 및 열강화성 성격을 가져 높은 안정성을 갖는 리튬 이온 폴리머 배터리(Li-ion Polymer battery) 또는 인과 산소가 단단히 결합하는 구조로 고온에서도 산소를 발생하지 않으므로 화재와 폭발로부터 안전한 리튬인산철 배터리(LiFePO4 battery)등으로 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며 상기 배터리는 현재까지 개발되었거나 또는 향후 개발될 모든 배터리를 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 상기 배터리는 초소형, 초박형 또는 플렉시블 배터리로 구현될 수 있으며, 자기 유도 방식 및 자기 공명 방식 중 어느 하나를 이용한 무선 충전 기술을 통하여 충전될 수 있도록 구현될 수 있다.
여기에서, 자기 유도 방식이라 함은 전력 공급원이 자기장 공진을 이용해 근거리에 있는 전력 수급원에게 전력을 공급하는 방식으로서, 상기 영상 신호 생성 장치와 그 충전기가 소정 거리 내 맞닿아 있는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치 배터리의 소모된 전력이 충전되는 방식을 의미한다. 예를 들어, 상기 영상 신호 생성 장치를 보관하는 곳에 위 충전기를 함께 포함시켜 설치할 경우, 상기 영상 신호 생성장치를 사용하지 않아 위 보관하는 곳에 보관해두거나, 혹은 상기 영상 신호 생성장치를 위 충전기 위에 올려놓을 경우, 상기 영상 신호 생성 장치와 상기 충전기 사이에 소정 거리가 유지되어 상기 영상 신호 생성 장치 배터리의 소모된 전력이 충전될 수 있다.
또한, 자기 공명 방식이란 전력 공급원이 내부 코일을 이용하여 원거리에 있는 전력 수급원에게 무선으로 전력을 공급하는 방식으로서, 상기 자기 유도 방식에 비해 상대적으로 원거리까지 전력 공급이 가능한 방식이다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 영상 신호 생성 장치는 앞서 언급한 영상 촬영, 위치 측정, 촬영된 영상을 포함하는 영상 신호 및 위치 정보를 포함하는 사용자 위치 측정 정보를 상기 메모리부에 저장하거나 외부 기기로 전송하는 것을, 상기 생체 상태 측정 장치로부터 수신된 알람 신호에 의해서가 아닌 상기 영상 신호 생성 장치 내 구비된 사용자 입력부를 통해 입력된 사용자의 지시에 의해서도 수행 내지 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 상태 측정 장치는 헬맷 형태의 웨어러블 장치, 글라스 형태의 웨어러블 장치, 외장형 리모콘, 팔찌, 반지 등의 형태로 구현될 수 있으며, 이는 예시에 불과하고 어떠한 형태로도 구현될 수 있음은 당연하고, 아울러, 도 3에는 도시되어 있지 않으나 상기 영상 신호 생성 장치는 이하에서 도 6에서 언급할 생체 상태 측정 장치의 모든 구성과 동작을 포함하는 형태로도 제작될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치가 휴대폰과 연결을 성립하는 과정을 나타낸 흐름도를 도시한 도면이다.
도 5를 참고하면, 영상 신호 생성 장치의 전원 ON을 하여 상기 영상 신호 생성 장치가 휴지(idle state)상태에서 활성화(active state)로 상태로 천이하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치는 촬영 영상 전송을 위해 다른 외부기기(예를 들어, 생체 상태 측정 장치 또는 휴대폰 등)와 연결(접속)을 수행할 수 있다. (S501, S502) 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 외부기기를 생체 상태 측정 장치로 전제하여 설명하기로 한다.
이 때, 상기 연결의 수행은 상기 영상 신호 생성 장치와 상기 생체 상태 측정 장치 간 서로 D2D(Device to Device) 형태로 수행되거나 또는 기지국 등에 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 거친 후 기지국의 중계에 의해 이루어 질 수도 있다.
한편, 상기 연결(접속)이 실패하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치는 설정에 따라 연결 성공 시까지 연결 시도를 수행할 수 있으며(S503), 만약 상기 연결(접속)이 성공하는 경우(S504), 상기 영상 신호 생성 장치는 상기 생체 상태 측정 장치로 영상 신호 생성 장치의 정보 및 키(key)값을 전송할 수 있다. (S505)
이 때, 키 값이라 함은 상기 영상 신호 생성 장치의 고유 식별 번호를 의미하는 값으로서, 관련 서버에 상기 영상 신호 생성 장치의 키 값이 기 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 영상 신호 생성 장치로부터 키 값을 수신한 생체 상태 측정 장치는 자체적으로 상기 서버에 상기 영상 신호 생성 장치의 키 값을 확인하는 절차를 거쳐 상기 영상 신호 생성 장치로부터 수신된 키 값이 상기 서버에 기 저장되어 있는 키 값과 일치하는 경우에는 연결(접속)이 수행되어 상기 영상 신호 생성 장치는 상기 생체 상태 측정 장치로 영상 전송을 수행하거나 혹은 상기 생체 상태 측정 장치로부터 제어 명령을 수신할 수 있다. (S506, S507)
다만, 만약 상기 영상 신호 생성 장치로부터 수신된 키 값이 상기 서버에 기 저장되어 있는 키 값과 일치하지 않는 경우에는 상기 연결(접속) 수행을 거부하거나 중단할 수도 있다. (S506, S508)
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 상태 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 생체 상태 측정 장치(200)는 앞서 도 2에서 언급한 웨어러블 장치로 구현될 수 있으며, 이에 따라 상기 웨어러블 장치의 설명에서 언급한 각 구성들의 특징을 그대로 포함하여 실현될 수 있다.
상기 생체 상태 측정 장치(200)는 생체 신호 측정부(601), 무선통신부(602), 위치측정부(603), 제어부(604) 및 수동입력부(605)를 포함하여 구성될 수 있으며, 도 6에는 도시되어 있지 않으나 상기 생체 상태 측정 장치(200)를 사용자의 신체에 착용(Be worn)시키기 위한 프레임을 더 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 발명의 실시예에 따라 상기 생체 상태 측정 장치(200)에는 상기 구성요소들을 생략할 수도 혹은 앞서 도 2에서 설명한 웨어러블 장치가 포함하고 있는 또 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 생체 상태 측정 장치(200)의 생체 신호 측정부(601)는 상기 사용자의 생체 신호를 센싱 또는 감지할 수 있으며, 이를 위해 센싱을 위한 신호를 발생시킬 수 있다.
여기에서, 사용자의 생체 신호라 함은 상기 사용자의 심박수, 체온, 피부 상태(Skin Condition), 체내 산소량, 상기 사용자 주변의 질소량 또는 일산화탄소량 및 상기 사용자 주변의 자외선 변화 등을 포함할 수 있으며, 앞서 도 2에서 언급한 센싱부(130)가 측정할 수 있는 모든 생체 신호를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 생체 신호 측정부는 자이로센서, 가속도 센서, 근접센서(Proximity Sensor), 압력센서, 모션 센서, 지문인식센서, 홍채인식센서, 심박 측정 센서(심박검출센서), 체온 측정 센서, 피부 상태 측정 센서(피부온도센서), 피부저항센서, 심전도센서, UV(UltraViolet-ray) 센서, 체내 산소 측정 센서(산소량 측정 센서) 등을 모두 포함할 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 상기 생체 신호 측정부는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 사용자의 심박수를 측정하는 심박 측정 센서, 상기 사용자의 이동 여부 및 그 이동 속도를 측정하기 위한 가속도 센서, 상기 사용자의 체온을 측정하는 체온 측정 센서, 상기 사용자의 피부 상태를 측정하는 피부 상태 측정 센서, 상기 사용자 주변의 자외선 변화를 측정하는 UV 센서를 포함하는 것으로 가정한다.
다만, 도 7에 도시된 상기 생체 신호 측정부는 상기 사용자의 체내 산소량을 측정하는 산소량 측정 센서, 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반경 이내의 질소량을 측정하는 질소량 측정 센서 및 상기 사용자를 기준으로 미리 정해진 반경 이내의 일산화탄소량을 측정하는 일산화탄소량 측정 센서 등 다른 센서를 더 포함할 수 있음은 앞서 언급한 바와 같다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 생체 상태 측정 장치(200)는 생체 신호 측정부를 통해 상기 생체 상태 측정 장치를 착용하고 있는 사용자의 생체 신호를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 생체 상태 측정 장치를 착용하고 있는 사용자가 화재 현장에 노출되어 있다면, 상기 생체 상태 측정 장치의 체온 측정 센서는 상기 화재에 의해 발생되는 열로 인한 사용자의 체온 변화를 측정할 수 있으며, 상기 심박 측정 센서는 상기 화재 또는 상기 체온 변화에 기인한 상기 사용자의 심박수의 변화를 저항 값의 변화를 판단하여 측정하는 것이 가능하다.
또한, 상기 산소량 측정 센서는 상기 화재로 발생한 연기로 인해 상기 사용자의 호흡에 곤란이 찾아와 상기 사용자의 체내에 존재하고 있는 산소량에 급격한 변화가 발생한 경우 상기 산소 변화량을 측정할 수 있으며, 상기 UV 센서는 앞서 도 2에서 언급한 방법에 따라 상기 사용자 주변의 자외선 변화를 측정하여 상기 화재의 발생여부 및 화재의 크기 등을 측정할 수 있다.
또 다른 예로 만약 상기 생체 상태 측정 장치를 착용하고 있는 사용자가 매우 추운 환경의 고산(高山)에서 조난을 당하게 된 경우 상기 사용자의 체온은 급격히 떨어질 것인 바, 상기 사용자의 체온을 측정하는 체온 측정 센서는 미리 정해진 기준 값으로부터 상기 사용자 체온이 변하였는지 여부 및 체온이 얼마만큼 변화하였는지 그 변화 폭을 측정하는 것이 가능하다.
또한, 상기 생체 상태 측정 장치 내 피부 상태 측정 장치는 상기 사용자의 피부가 급격한 체온 저하에 따라 동상에 걸리게 된 경우 이를 측정할 수도 있다.
한편, 상기 생체 상태 측정 장치(200)는 상기 측정한 사용자의 생체 신호를 이용하여 상기 사용자의 생체 상태를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 생체 상태 측정 장치는 외부기기로부터 상기 사용자의 기존 생체 상태 결과를 수신하고, 상기 수신된 사용자의 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값과 상기 센싱된 사용자의 생체 신호가 나타내는 값을 비교하여, 상기 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 상기 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값과 미리 정해진 특정 값 이상의 차이를 갖는 지 여부를 판단하여 상기 사용자의 생체 상태를 결정할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 생체 상태 측정 장치는 위와 같이 외부 기기로부터 수신한 기존 생체 상태 결과를 이용하지 않고 상기 생체 상태 측정 장치 내에서 자체적으로 미리 설정된 기준 값과 상기 측정된 생체 신호가 나타내는 값을 비교하여 미리 정해진 특정 값 이상의 차이를 갖는 지 여부를 판단하여 상기 사용자의 생체 상태를 결정할 수도 있다.
여기에서 상기 사용자의 생체 상태를 결정한다는 것은, 상기 사용자가 정상 상태에 있는 경우에 측정될 수 있는 상기 사용자의 체온, 심박수, 피부 상태 등이 상기 사용자 주변의 환경 변화에 따라 미리 정해진 위험 수준에 이를 정도로 변화 하였는지 여부를 결정하는 과정을 의미하며, 상기 사용자의 생체 상태 결정은 상기 생체 상태 측정 장치의 제어부에 의해 구현될 수 있다.
한편, 상기 사용자의 생체 상태를 결정한 상기 사용자 생체 상태 측정 장치는, 상기 센싱 또는 측정된 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 외부 기기로부터 수신한 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값 또는 미리 정해진 기준 값과 비교할 때, 소정 크기 이상의 차이를 갖는 것으로 상기 생체 상태 결과가 결정된 경우, 상기 사용자의 생체 신호를 포함하는 알람 신호(alarm signal)를 생성할 수 있다.
상기 생성된 알람 신호는 무선통신부(또는 통신 모뎀)을 통해 외부기기(예를 들어, PC, 스마트폰 또는 서버와 같이 상기 생체 상태 측정 장치와 유무선 통신으로 연결될 수 있는 모든 장치를 의미한다.)로 전송할 수 있으며, 이 때 상기 전송은 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈을 이용하여 수행될 수 있으며, 특히 상기 생체 상태 측정 장치에 포함된 BLE(Bluetooth Low Energy) 등을 통해 전송될 수 있다.
또한, 상기 생체 상태 측정 장치는 위치측정부를 포함할 수 있으며, 상기 위치측정부는 제어부의 제어에 따라 GPS(Global Positioning System) 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 상기 생체 상태 측정 장치 사용자의 위치 측정을 수행할 수 있고, 무선통신부를 통하여 그 결과를 외부기기로 전송할 수 있되, 앞서 도 3에서 언급한 영상 신호 생성 장치의 위치측정부와 동일한 역할을 수행할 수 있다.
위와 같은 과정을 거쳐 외부기기로 전송된 사용자의 생체 신호를 포함하는 알람 신호 및 위치 정보는 본 발명의 일실시예에 따라 영상 신호 생성 장치의 촬영 및 촬영 영상 전송을 트리거링(triggering) 할 수 있으며, 상기 외부 기기에서 상기 촬영 영상 및 위치 정보를 모니터링 또는 저장하는 것에 이용될 수도 있다.
한편, 앞서 언급한 사용자의 생체 신호 센싱, 생체 상태 결정 및 알람 신호 전송의 수행은 본 발명의 일실시예에 따라 상기 사용자에 의해 제어되거나 또는 상기 생체 상태 측정 장치와 연결된 외부 기기로부터 원격으로 제어될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 상태 측정 장치는 손목 밴드 형태의 웨어러블 장치 혹은 글래스 형태의 웨어러블 장치, 외장형 리모콘, 팔찌, 반지 등의 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이는 예시에 불과하고 어떠한 형태로도 구현될 수 있음은 당연하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법의 흐름도를 예시한 도면이다.
상기 신체 상태를 원격으로 관제하는 시스템은, 생체 상태 측정 장치(200), 영상 신호 생성 장치(100) 및 서버(300)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 여기에서 서버라 함은 PC 또는 스마트폰과 같이 상기 생체 상태 측정 장치 및 상기 영상 신호 생성 장치와 유무선 통신으로 연결될 수 있는 외부기기 또는 장치를 의미한다.
이하에서는 신체 상태를 원격으로 관제하는 시스템을 구체적으로 설명하되, 앞서 언급한 부분과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 생체 상태 측정 장치(200)는 앞서 도 6에서 언급한 방법에 의해 생체 신호 센싱 내지 측정을 수행할 수 있으며(S801), 상기 사용자의 생체 신호가 나타내는 값이 외부 기기로부터 수신한 기존 생체 상태 결과가 나타내는 값 또는 미리 정해진 기준 값과 비교할 때 소정 크기 이상의 차이를 갖는 것으로 상기 생체 상태 결과가 결정된 경우, 상기 생체 상태 측정 장치(200)로부터 상기 영상 신호 생성 장치(100) 및 서버(300)로 알람 신호가 전송될 수 있다. (S802, S803)
상기 생체 상태 측정 장치(200)로부터 알람 신호를 수신한 서버(300)는, 상기 센싱된 생체 신호의 지시에 따라 상기 영상 신호 생성 장치에서 촬영된 영상을 포함하는 영상 신호를 상기 영상 신호 생성 장치로부터 수신할 수 있다. (S804, S805)
또한, 도 8에는 도시되어 있지 않으나 상기 서버(300)는, 상기 영상 신호 생성 장치로부터 상기 영상 신호 생성 장치 사용자의 위치 측정 정보도 함께 수신할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 영상 신호를 수신한 상기 서버(300)는, 상기 영상 신호 생성 장치에게 화질 조정 메시지를 전송할 수 있으며(S806), 상기 화질 조정 메시지에 대한 응답으로 상기 영상 신호 생성 장치로부터 상기 미리 정해진 기준 이상의 화질을 갖는 촬영 영상을 수신할 수 있다. (S807)
이 때, 상기 화질 조정 메시지는 상기 영상 촬영 장치의 현재 영상 촬영을 중지하고, 상기 화질 조정 메시지를 수신한 이후 시점부터 미리 정해진 기준 이상의 화질을 갖는 영상으로 촬영할 것을 지시하는 메시지를 의미한다.
또한, 상기 미리 정해진 기준은 영상 해상도가 SD( D1(720x480), HD(1280x720), 풀 HD(1920x1080) ) 중 어느 하나 및 영상 코덱 압축방식이 MPEG-4, H.264, H.265 중 어느 하나로 미리 설정될 수 있으며, 이는 예시에 불과하고 다른 범위의 기준으로도 설정될 수 있음은 당연하다.
한편, 상기 생체 상태 측정 장치(200) 및 상기 영상 신호 생성 장치(100)로부터 사용자의 생체 신호 및 촬영된 영상 신호를 수신한 상기 서버(300)는, 상기 수신된 사용자의 생체 신호 및 촬영된 영상 신호를 사용자 별로 구분하여 저장할 수 있으며, 디스플레이를 통하여 실시간으로 출력하여 모니터링(MONITORING)하는 것도 가능하다.
또한, 상기 사용자 별로 구분하여 저장된 사용자의 생체 신호 및 촬영된 영상 신호를 미리 설정된 방법에 따라 통계화한 후 그 결과를 상기 디스플레이를 통해 출력할 수 있으며, 상기 미리 설정된 방법은 데이터를 통계화하는 모든 방법이 포함될 수 있음은 당연하다.
한편, 상기 영상 신호 생성 장치로부터 영상 신호 및 위치 측정 정보를 수신한 상기 서버(300)는, 수신된 영상 신호 및 위치 측정 정보를 기반으로 파악한 상황을 고려하여, 상기 생체 상태 측정 장치 및 상기 영상 신호 생성 장치의 사용자에게 제어 명령이 포함된 제어 신호를 전송할 수 있으며, 이는 상기 사용자에게 전달하고자 하는 음성 신호 및 상기 생체 상태 측정 장치와 상기 영상 신호 생성 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다. (S808, S809)
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
도 9를 참고하면, 생체 상태 측정 장치를 착용하고 있는 사용자가 화재 현장 등에 있다고 가정하는 경우, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 사용자가 상기 화재에 의해 피해를 입게 되면 상기 생체 상태 측정 장치는 상기 사용자의 생체 상태에 이상이 생겼음을 감지하고 앞서 도 6에서 설명한 방법에 따라 알림 신호를 생성하여 영상 신호 생성 장치 및 원격에서 상황을 관제 또는 관리하고 있는 원격 관제 장치로 전송할 수 있다.
상기 알림 신호에 의해 상기 영상 신호 생성 장치는 영상 촬영 및 상기 촬영된 영상을 상기 원격 관제 장치로 전송할 수 있으며, 사용자의 위치 측정 정보도 함께 전송할 수 있다.
상기 영상 신호 생성 장치로부터 촬영 영상 및 위치 측정 정보를 수신한 원격 관제 장치는 상기 수신된 촬영 영상 및 위치 측정 정보를 실시간으로 디스플레이(display)할 수 있으며, 위와 같은 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 촬영 영상 및 위치 측정 정보를 전송하는 상기 영상 신호 생성 장치의 사용자가 복 수인 경우에는, 상기 원격 관제 장치는 각 사용자마다 구분하여 저장하거나 디스플레이 하는 것이 가능하고, 이에 따라 상기 원격 관제 장치를 통제하는 사용자는 상기 영상 신호 생성 장치의 사용자에게 음성 신호 및 제어 명령이 포함된 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따라 원격에서 상황을 관제 또는 관리하고 있는 원격 관제 장치의 사용자는, 상기 원격 관제 장치와 연계된 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치의 사용자의 주변 환경 및 상태를 확인하고자 하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치로 영상 정보 및 생체 상태 정보를 요청하는 제어 신호를 전송할 수 있다.
이 때, 상기 원격 관제 장치와 연계된 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치의 사용자가 복 수인경우 상기 제어 신호는 이들 중 어느 하나의 장치로만 선택적으로 전송할 수도 있으며, 상기 장치들 모두에게도 각각 전송할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어 신호를 수신한 영상 신호 생성 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치는 앞서 도 3 내지 도 8에서 설명한 방법에 따라 각각 주변 영상 촬영, 위치 측정 정보의 생성 및 생체 상태 측정을 수행하고, 이에 대한 결과를 상기 원격 관제 장치로 전송할 수 있다.
이에 따라 상기 원격 관제 장치를 통제하는 사용자는 상기 수신된 영상, 위치 정보, 생체 상태 측정 정보를 기반으로 상기 영상 신호 생성 장치의 사용자에게 음성 신호 및 제어 명령이 포함된 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 생체 상태 측정 장치 및 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치를 원격으로 관제하는 방법을 예시한 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따를 때, 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치의 사용자가 원격지에서 상황을 관제 또는 관리하고 있는 원격 관제 장치의 사용자에게 연결을 요청하길 원하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치의 사용자는 상기 장치의 사용자 입력부를 통해 위와 같은 요청을 입력할 수 있으며, 그러한 경우 상기 요청에 따라 상기 원격 관제 장치의 사용자를 호출할 수 있다.
상기 영상 신호 생성 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치의 사용자로부터 연결을 원하는 요청을 수신한 원격 관제 장치의 사용자는, 상기 요청에 대한 응답을 회신 할 수 있으며, 연결을 수락한다는 응답을 회신하는 경우, 상기 영상 신호 생성 장치 및/또는 상기 생체 상태 측정 장치와 상기 원격 관제 장치 간에 연결이 성립될 수 있다.
이 때, 상기 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치의 사용자가 복 수인 경우, 상기 요청은 복 수개 일 수 있으며, 상기 원격 관제 장치의 사용자가 복수의 요청에 모두 연결을 수락한다는 응답을 회신하는 경우, 상기 복수의 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치 각각과 연결이 성립될 수도 있다.
그 후, 상기 원격 관제 장치의 사용자는 상기 연결된 영상 신호 생성 장치 및 상기 생체 상태 측정 장치에서 전송한 촬영된 영상, 위치 측정 정보 등을 수신하여 원격지에서 이를 실시간으로 확인할 수 있으며, 상기 수신된 영상, 위치 정보, 생체 상태 측정 정보를 기반으로 상기 영상 신호 생성 장치 및 생체 상태 측정 장치의 사용자에게 음성 신호 및 제어 명령이 포함된 제어 신호를 무선 통신 네트워크를 통해 전송할 수 있다.
본 발명의 기술적 특징은 펌웨어나 소프트웨어에 의해 구현될 수 있으며, 이 경우, 본 발명의 일실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다.
또한, 하드웨어를 이용하여 본 발명의 기술적 특징을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 각 장치의 제어부에 구비될 수 있으며, 상기 제어부에 의해 본 발명의 실시예의 실현이 가능하다.
한편, 상술한 방법은, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함하는 저장 디바이스를 설명하기 위해 사용될 수 있는 프로그램 저장 디바이스들은, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함한다.
앞서 언급한 본 발명의 실시예들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 청구범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명인 영상 신호 생성을 위한 웨어러블 장치 및 그 제어를 위한 시스템은 영상 신호를 생성하는 다양한 장치 및 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
100 : 영상 신호 생성 장치 200 : 생체 상태 측정 장치
300 : 서버 400 : 무선 통신 네트워크

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자 주변 영상 신호를 생성하는 웨어러블 장치에 있어서,
    상기 사용자의 신체에 착용(Be worn)시키기 위한 프레임부;
    상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하는 영상촬영부;
    상기 웨어러블 장치에 전력을 공급하는 배터리부;
    상기 장치 내부에 내장되어 있으며 적어도 하나의 외부기기와 직접적으로(Directly) 연결되어 통신 신호를 송수신하기 위한 LTE(Long Term Evolution) 통신 모듈; 상기 적어도 하나의 외부기기로 전송하기 위한 음성 신호를 사용자로부터 입력받거나 혹은 상기 적어도 하나의 외부기기로부터 수신된 음성 신호를 상기 사용자에게 출력하는 음성 신호 입출력부; 및
    생체 상태 측정 장치로부터 수신된 제 1 명령에 대응하여 상기 영상촬영부가 상기 사용자 주변의 영상 촬영을 수행하도록 하되,
    상기 촬영된 사용자 주변 영상을 포함하는 사용자 주변 영상 신호를 생성하여 상기 LTE 통신 모듈을 통해 상기 적어도 하나의 외부기기로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 명령은 상기 생체 상태 측정 장치에 의해 측정된 사용자의 생체 신호 정보가 나타내는 값이 미리 정해진 기준과 특정 값 이상의 차이를 갖는 경우 상기 생체 상태 측정 장치로부터 전송된 것인, 웨어러블 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임부는 사용자의 머리에 착용가능한 헬맷(Helmet)인 것을 특징으로 하는, 웨어러블 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 생체 상태 측정 장치는 상기 헬맷 착용자의 신체에 함께 착용되어 상기 사용자의 심박수 정보, 상기 사용자의 체온 정보, 상기 사용자의 피부 상태(Skin Condition) 정보, 상기 사용자의 체내 산소량 정보, 상기 사용자 주변의 질소(Nitrogen)량, 상기 사용자 주변의 일산화탄소(Carbon monoxide)량에 관한 정보 및 상기 사용자 주변의 자외선 변화에 관한 정보 중 적어도 하나 이상의 생체 신호 정보를 측정하는 것을 특징으로 하는, 웨어러블 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 외부기기로의 전송은, 상기 LTE 통신 모듈을 통해 상기 적어도 하나의 외부기기로 직접 전송하거나 또는 상기 사용자를 중심으로 미리 정해진 반경(radius) 이내의 중계기(relay station)를 통해 상기 외부기기로 전송하는 것을 포함하여 이루어지는, 웨어러블 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 명령은 상기 생체 상태 측정 장치에 의해 측정된 상기 사용자의 생체 신호 정보를 포함하되,
    상기 측정된 사용자의 생체 신호 정보가 나타내는 값이 미리 정해진 기준과 특정 값 이상의 차이를 갖는 경우 상기 제 1 명령은 상기 생체 상태 측정 장치로부터 상기 웨어러블 장치 및 상기 적어도 하나의 외부기기로 각각 전송되는 것을 특징으로 하는, 웨어러블 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 명령은 상기 생체 상태 측정 장치에 의해 측정된 상기 사용자의 생체 신호 정보를 포함하되,
    상기 제 1 명령은, 상기 외부기기로부터 상기 사용자의 기존 생체 신호 결과 정보를 수신하여, 상기 수신된 사용자의 기존 생체 신호 결과 정보가 나타내는 값과 상기 측정된 사용자의 생체 신호 정보가 나타내는 값을 비교하여, 상기 사용자의 생체 신호 정보가 나타내는 값이 상기 기존 생체 신호 결과 정보가 나타내는 값과 미리 정해진 특정 값 이상의 차이를 갖는 경우, 상기 생체 상태 측정 장치로부터 상기 웨어러블 장치 및 상기 적어도 하나의 외부기기로 각각 전송되는 것을 특징으로 하는, 웨어러블 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리부는, 리튬 이온 배터리(Li-ion battery), 리튬 이온 폴리머 배터리(Li-ion polymer battery) 또는 리튬인산철 배터리(LiFePo4 battery) 중 어느 하나로 이루어지는, 웨어러블 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    GPS(Global Positioning System) 또는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 이용하여 위치 측정을 수행하는 위치측정부를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 위치측정부가 상기 사용자의 위치 측정을 수행하여 사용자 위치 측정 정보를 생성하도록 제어하는, 웨어러블 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 생성된 사용자 주변 영상 신호 및 상기 생성된 사용자 위치 측정 정보를 저장하기 위한 메모리부;를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 사용자 주변 영상 신호 및 상기 사용자 위치 측정 정보를 상기 메모리부에 저장하거나 또는 상기 하나 이상의 외부기기로 전송하도록 제어하는, 웨어러블 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    사용자가 제어 명령을 입력할 수 있는 사용자 입력부;를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 사용자 입력부를 통해 입력된 제 2 명령에 대응하여 상기 영상촬영부의 사용자 주변 영상 촬영, 상기 위치측정부의 사용자 위치 측정, 상기 사용자 주변 영상 신호와 상기 사용자 위치 측정 정보를 메모리부에 저장하는 것 및 상기 사용자 주변 영상 신호와 상기 사용자 위치 정보를 상기 하나 이상의 외부기기로 전송하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 제어하는, 웨어러블 장치.
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