KR101828081B1 - 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법 - Google Patents

시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101828081B1
KR101828081B1 KR1020170092301A KR20170092301A KR101828081B1 KR 101828081 B1 KR101828081 B1 KR 101828081B1 KR 1020170092301 A KR1020170092301 A KR 1020170092301A KR 20170092301 A KR20170092301 A KR 20170092301A KR 101828081 B1 KR101828081 B1 KR 101828081B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wearable
smart device
sensor
control unit
unit
Prior art date
Application number
KR1020170092301A
Other languages
English (en)
Inventor
지영채
Original Assignee
지영채
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지영채 filed Critical 지영채
Priority to KR1020170092301A priority Critical patent/KR101828081B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101828081B1 publication Critical patent/KR101828081B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202—Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0241—Data exchange details, e.g. data protocol
    • G08B21/0258—System arrangements wherein both parent and child units can emit and receive
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202—Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0269—System arrangements wherein the object is to detect the exact location of child or item using a navigation satellite system, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/0202—Child monitoring systems using a transmitter-receiver system carried by the parent and the child
    • G08B21/0277—Communication between units on a local network, e.g. Bluetooth, piconet, zigbee, Wireless Personal Area Networks [WPAN]
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B3/00—Audible signalling systems; Audible personal calling systems
    • G08B3/10—Audible signalling systems; Audible personal calling systems using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/36—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

본 발명은 시각장애를 가진 부모가 아기의 행동을 모니터링할 수 있는 스마트 장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 아기가 착용한 웨어러블 기기의 최소한의 센서 데이터만을 수집하여 아기의 행동 특성을 파악해 시각장애 부모에게 알려줌으로써, 실시간으로 아기를 모니터링할 수 있도록 한 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아기(20)가 착용하는 웨어러블(40)과; 상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 할 수 있는 스마트기기(30)를 포함하는 아기 행동 모니터링 장치에 있어서, 상기 웨어러블(40)은 웨어러블 제어부(200); 상기 웨어러블 제어부(200)의 제어를 받아 센서 데이트를 획득하는 데이터 수집부(210); 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터를 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함하고; 상기 스마트기기(30)는 시각장애인 부모가 보유하는 스마트 장치로서, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)를 포함하며; 상기 데이터 수집부(210)는 웨어러블(40)에 포함된 웨어러블 자이로센서(220) 및 웨어러블 가속도센서(250)에서 센서 데이터를 획득하되, 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블(40)로부터 전달된 상기 센서 데이터값을 기초로 아이의 행동 상황을 판단하여 상기 알림부(180)를 통해 시각장애인 부모에게 알려주는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 제공한다.

Description

시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법{Child Monitoring Apparatus and its operation method for visually impaired parents}
본 발명은 시각장애를 가진 부모가 아기의 행동을 모니터링할 수 있는 스마트 장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 아기가 착용한 웨어러블 기기의 최소한의 센서 데이터만을 수집하여 아기의 행동 상황을 파악해 시각장애 부모에게 알려줌으로써, 실시간으로 아기를 모니터링할 수 있도록 한 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 운용방법에 관한 것이다.
시중에는 엄마가 아이를 키울 때 도움과 편리함을 줄 수 있는 다양한 장치들이 출시되어 있다.
예를 들어, 아기의 의복에 체온센서 모듈을 설치함으로써 체온이 과다하게 상승하는 경우 경보를 발하는 체온 모니터링 장치나 늦은 밤 아기의 움직임을 시각센서로 촬상하고 이미지 프로세싱을 통해 이상 징후가 발견되면 경보해 주는 장치들이 그것들이다.
도 1에는 대표적인 아기 모니터링 장치로서 아이상태 감지 딸랑이가 도시되어 있다.
상기 종래의 아기 딸랑이는 한국등록특허 제10-1637111호에 개시된 것으로서, 아기의 손목에 채워지는 딸랑이(1)의 일측에 체온센서(4)가 설치되고 타측에 맥박센서(5)가 장착되어 아기의 체온과 맥박을 모니터링 하면서, 와이파이(2) 통신망을 통해 연결된 부모의 스마트 기기(3)에 경보를 보내게 된다.
일반인 부모들을 위해서는 상기 딸랑이와 같이 아이 모니터링 장치들이 다수 출시되어 있으나, 시각장애가 있는 부모들에게는 상대적으로 편리한 스마트 기기들이 제한적이다.
시각장애인 부모의 경우 아이의 움직임을 직접 볼 수 없으므로 행동 모니터링 기기의 필요성이 오히려 일반인에 비해 더 크다고 볼 수 있으나 오히려 찾아보기 어려운 것이 현실이다.
특히 문제가 되는 것은 시각장애인 부모가 아이를 거리나 놀이터 등에 데리고 나가 놀려줄 때가 된다.
일반인이라면 아기가 뛰어가는지, 혹은 그네를 타는지, 앉아서 놀고 있는지 등을 금방 눈으로 확인할 수 있으나, 시각장애를 갖는 부모의 경우는 눈으로 직접 확인할 수 없는바, 답답하기도 하고 아기가 위험한 상황에 빠지더라도 알아챌 수 없는 경우가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아기가 착용하는 웨어러블(wearable)과 부모의 스마트기기를 상호 통신으로 연결하고, 웨어러블에 장착된 최소한의 센서 데이터를 이용하여 아기의 행동 상황을 파악한 후에 시각장애 부모의 스마트기기에 경보하거나 알려줌으로써, 시각장애 부모가 안심하고 외출하거나 아이들을 놀릴 수 있도록 하고자 하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아기(20)가 착용하는 웨어러블(40)과; 상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 할 수 있는 스마트기기(30)를 포함하는 아기 행동 모니터링 장치에 있어서,
상기 웨어러블(40)은 웨어러블 제어부(200); 상기 웨어러블 제어부(200)의 제어를 받아 센서 데이트를 획득하는 데이터 수집부(210); 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터를 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함하고; 상기 스마트기기(30)는 시각장애인 부모가 보유하는 스마트 장치로서, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)를 포함하며;
상기 데이터 수집부(210)는 웨어러블(40)에 포함된 웨어러블 자이로센서(220) 및 웨어러블 가속도센서(250)에서 센서 데이터를 획득하되,
상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블(40)로부터 전달된 상기 센서 데이터값을 기초로 아이의 행동 상황을 판단하여 상기 알림부(180)를 통해 시각장애인 부모에게 알려주는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 제공한다.
여기서, 상기 알림부(180)는 아이의 행동 상황에 더해 아이의 행동이 위험한 것으로 판단되는 경우 사이렌 소리로 경고하고나 경광을 발하는 것이 유리하다.
또한, 상기 스마트기기 제어부(100)는 아이의 행동 상황을 판단하기 위해 미리 상기 웨어러블(40)의 센서 데이터를 기초로 기계학습을 통해 행동 패턴 분석 알고리즘을 구축해 놓은 것이 유리하다.
이에 더해, 상기 데이터 수집부(210)는 상기 기계학습을 위해 센서 데이터를 획득할 때, 각 센서값의 평균값과 최대값을 수집하여 학습에 이용할 수 있도록 하는 것이 더욱 유리하다.
한편, 상기 웨어러블(40)에는 웨어러블 GPS센서(240)가 더 포함되고, 스마트기기(30)에는 스마트기기 자이로센서(160)가 더 포함되되, 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블 GPS센서(240) 값을 이용하여 아이의 진행방향을 예측하고, 상기 스마트기기 자이로센서(160) 값을 이용하여 스마트기기(30)의 자세를 확인하여 상기 스마트기기(30)의 자세가 아이의 진행방향과 일치될 때 시각장애인 부모에게 이 사실을 알리는 것이 바람직하다.
본 발명은 다른 기술적 일면으로서, 아기가 착용하는 것으로 웨어러블 제어부(200); 웨어러블 자이로센서(220); 웨어러블 가속도센서(250) 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터를 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함하는 웨어러블(40)과;
상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 하되, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)를 포함하는 스마트기기(30)가 포함된 아기 행동 모니터링 장치의 사용방법에 있어서,
시각장애인 부모가 스마트기기(30)의 음성입력부(120)를 통해 동작명령을 입력하는지 확인하는 제1단계(SE100);
동작명령이 있는 경우에는 스마트기기(30)가 스마트기기 통신부(170) 및 웨어러블 통신부(230)를 거쳐 웨어러블 제어부(200)에 웨어러블 자이로센서(220) 및 웨어러블 가속도센서(250)의 센서 데이터를 실시간으로 획득하도록 요청하는 제2단계(SE200);
스마트기기 제어부(100)가 미리 기계학습을 통해 획득된 아이 행동 패턴 분석 알고리즘을 기초로 상기 센서 데이터를 이용하여 웨어러블(40)을 착용하고 있는 아이의 행동 패턴을 분류하는 제3단계(SE300);
스마트기기 제어부(100)가 아이의 행동 패턴을 스마트기기(30)의 알림부(180)를 통해 시각장애인 부모에게 출력하는 제4단계(SE400)를 포함하되,
상기 센서 데이터는 상기 웨어러블(40)의 각 센서(220, 250)의 최대값 및 평균값을 포함하는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 사용방법을 제공한다.
여기서, 상기 웨어러블(40)에는 웨어러블 GPS센서(240)가 더 포함되고, 스마트기기(30)에는 스마트기기 자이로센서(160)가 더 포함되되, 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블 GPS센서(240) 값을 이용하여 아이의 진행방향을 예측하고, 상기 스마트기기 자이로센서(160) 값을 이용하여 스마트기기(30)의 자세를 확인하여 상기 스마트기기(30)의 자세가 아이의 진행방향과 일치될 때 시각장애인 부모에게 이 사실을 알리는 제5단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 이용하여 시각장애인 부모가 아이의 행동을 실시간으로 모니터링 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 제공하는 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 이용하면 신속하게 아이의 행동을 확인할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 제공하는 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 이용하여 시각장애인 부모가 아이의 이동방향을 확인하고 재빠르게 달려가 아이의 안전을 도모할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 아기 상태 감지 딸랑이를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 구성을 나타내는 모식도
도 3은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 스마트기기의 구성을 설명하기 위한 블록도
도 4는 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 웨어러블의 구성을 설명하기 위한 블록도
도 5는 본 발명의 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 제2실시예를 설명하기 위한 사용 예시도
도 6은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 방법의 기계학습 과정을 설명하기 위한 순서도
도 7은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 방법의 운용과정을 설명하기 위한 순서도
본 발명의 구체적 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 구성을 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 스마트기기의 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 4는 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 웨어러블의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 제2실시예를 설명하기 위한 사용 예시도이다.
한편, 도 6은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 방법의 기계학습 과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 방법의 운용과정을 설명하기 위한 순서도이다.
종래 기술과 다르지 않은 부분으로서 발명의 기술적 사상을 이해하는데 필요하지 않은 사항은 설명에서 제외하나, 본 발명의 기술적 사상과 그 보호범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
(제1 실시예)
먼저, 도 2를 이용하여 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 자세히 설명한다.
본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치는 아기(20)가 착용하는 웨어러블(40)과; 상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 할 수 있는 부모(10)가 사용하는 스마트기기(30)를 포함한다.
상기 웨어러블(40)은 일반적으로 아이의 손목에 착용하는 스마트 워치일 수 있다. 상기 스마트기기(30)는 스마트폰일 수 있다.
상기 웨어러블(40)과 스마트기기(30)는 상호 무선통신 방식으로 작동 명령, 센서 데이터 등을 상호 교환할 수 있다. 상기 무선통신 방식은 WIFI, 블루투스, CDMA기지국을 거치는 무선통신방식일 수 있다.
다음으로 도 4를 이용하여 아이가 착용하는 웨어러블(40)의 구성을 먼저 설명한다.
본 발명의 웨어러블(40)은 웨어러블 제어부(200); 상기 웨어러블 제어부(200)의 제어를 받아 센서 데이트를 획득하는 데이터 수집부(210); 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터 등을 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함한다.
상기 데이터 수집부(210)는 웨어러블(40)에 포함된 웨어러블 자이로센서(220); 웨어러블 가속도센서(250); 및 웨어러블 GPS센서(240)와 연결되어 상기 센서들로부터 각각 고유의 센서값을 획득하여 웨어러블 제어부(200)에 전달한다.
상기 센서 데이터는 웨어러블 통신부(230)를 통해 시각장애 부모가 보유한 스마트기기(30)에 전달된다.
상기 웨어러블 자이로센서(220)는 웨어러블(40)의 3차원 각 축에 대한 각도값을 센싱하여 출력한다.
상기 웨어러블 가속도센서(250)는 웨어러블(40)의 3차원 각 축에 대한 속도변화율 즉, 가속도를 센싱하여 출력한다.
상기 웨어러블 GPS센서(240)는 웨어러블(40)의 지구표면상 위치 좌표를 확인하여 출력한다.
상기 웨어러블 제어부(200)는 시각장애 부모가 보유한 스마트기기(30)로부터의 명령이 있을 때마다 상기 데이터 수집부(210)를 통해 상기 센서 데이터값을 획득하여 스마트기기(30)에 전달한다.
다음으로 도 3을 이용하여 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 스마트기기(30) 구성을 자세히 설명한다.
본 발명의 스마트기기(30)는 시각장애인 부모가 보유하는 스마트 장치로서, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)을 포함한다.
스마트기기 제어부(100)는 스마트기기(30) 전체를 제어하는 것으로서, 웨어러블(40)로부터 전달되는 웨어러블 센서 데이터를 스마트기기 통신부(170)를 통해 전달받아, 아이의 행동 상황을 판단하고, 상기 알림부(180)를 통해 아이의 행동 상태를 외부로 표시한다.
이런 일반적인 제어동작은 시각장애인 부모가 음성입력부(120)를 통해 지시하는 프로그램 구동명령을 기초로 작동한다.
상기 음성입력부(120)는 시각장애인 부모가 시각적으로 문제가 있어 일반적인 터치방식을 통해 스마트기기(30)를 제어하기 어려운바, 음성만으로 제어토록 하고자 마련된 것이다. 안드로이드폰에 흔히 적용되는 구글사의 구글 나우(Google Now)일 수 있다.
본 발명의 스마트기기(30)에는 시각적으로 완전히 장애는 아니나 시각 상태가 좋지 않은 준 시각장애인 부모를 위해 터치입력부(110)를 더 포함할 수 있다.
시각장애인 부모(10)가 음성입력부(120) 또는 터치입력부(110)를 이용하여 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 구동시킬 수 있다.
본 발명의 스마트기기(30)의 알림부(180)는 음성을 통해 시각장애인 부모에게 아이의 행동 상태를 경보할 수 있다.
본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치는 아이의 상태를 일 실시예로서 4가지로 구분하여 경보할 수 있다. 예를 들어, “멈췄다”, “걷는다(뛴다)”, “넘어졌다”, “그네를 탄다” 등으로 구분하여 경보할 수 있다. 시각장애인 부모는 상기 알림부(180)로부터의 아이 상태를 듣고 안전한지 아닌지 확인할 수 있고, 일단 유사시에는 달려가 아이를 멈추게 할 수 있다.
본 발명의 알림부(180)는 아이의 행동 상태가 위험한 것으로 판단되는 경우 사이렌 소리를 내거나 경광을 발하는 등의 알림방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 스마트기기(30)의 스마트기기 제어부(100)는 음성입력부(120) 또는 터치입력부(110)를 통해 스마트기기(30)의 구동명령이 떨어지면 스마트기기(30)에 더 포함된 영구메모리(140)로부터 프로그램 소스를 읽어, 동작 프로세스를 임시메모리(150)에 업로드함으로써 스마트기기(30)의 모니터링 기능을 시작한다.
본 발명의 스마트기기 제어부(100)는 미리 실시된 기계학습(Machine Learning)을 통해 웨어러블(40)의 센서 데이터를 기초로 아이의 행동 상태를 판단할 수 있는 알고리즘을 포함한다.
본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 기계학습에 대해서는 추후 도 6을 이용하여 자세히 설명한다.
본 발명의 스마트기기(30)는 디스플레이부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이부(130)는 스마트기기(30)의 작동상태를 표시하거나, 상기 알림부(180)에서 경보되는 사항을 중복하여 표시할 수 있다.
다음으로 도 6을 이용하여 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 스마트기기(30)가 사용하는 기계학습 알고리즘을 자세하게 설명한다.
본 발명의 스마트기기(30)가 사용하는 아이의 행동 패턴 분석 프로그램은 기계학습 과정을 거쳐 아이의 행동에 따라 달라지는 웨어러블(40)의 센서 데이터를 기초로 아이의 행동 상태를 판단하는 판단 알고리즘을 포함한다.
기계학습을 하기 위해 먼저 기계학습 변수를 설정한다(ST100).
본 발명에서 사용하는 기계학습 변수는 웨어러블(40)의 센서 종류, 트레이닝 데이터 수, 트레이닝 데이터를 획득하기 위한 시간 간격 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는 센서 종류를 3가지로 변화시켜 가면서 최적의 센서 종류를 선정하였다. 웨어러블 가속도센서(250)만을 사용한 경우, 웨어러블 자이로센서(220)만 사용한 경우, 웨어러블 가속도센서(250)와 웨어러블 자이로센서(220)를 동시에 사용하는 경우로 구분될 수 있다.
본 발명의 기계학습에 따른 테스트 결과 웨어러블 가속도센서(250)와 웨어러블 자이로센서(220)를 동시에 사용하는 경우가 가장 정확한 아이의 행동 패턴을 분석하는 것으로 확인되는바, 바람직한 형태로 센서 종류는 웨어러블 가속도센서(250)와 웨어러블 자이로센서(220)를 동시에 사용하는 것으로 한다.
트레이닝 데이터 수는 기계학습을 위한 센서의 데이터 수로서 이론적으로 많으면 많을수록 정확성이 상승할 것이나, 본 발명의 테스트 결과 각 행동 패턴별로 300개 정도로 한정하여 총 1200개 정도의 트레이닝 데이터 수를 선정하면 판단 정확도도 유지하면서 실시간으로 동작이 가능한 수준으로 확인되었다.
트레이닝 데이터 획득을 위한 시간 간격은 0.5초 이하, 바람직하게는 0.3초 정도가 판단 정확도는 유지하면서도 실시간으로 동작 가능한 수준으로 확인되었다.
다음으로 본 발명의 기계학습은 트레이닝을 위한 센서 데이터를 수집한다(ST200).
센서 데이터는 센서 종류에 따라 획득되는 실시간 데이터로서 본 발명의 기계학습에서는 각 센서값의 평균값과 최대값을 수집한다.
이에 따라, 300개의 피쳐(feature)를 갖는 1200개의 트레이닝 데이터가 획득도어 웨어러블(40)에서 스마트기기(30)로 전달된다.
다음으로 상기 트레이닝 데이터를 이용하여 기계학습을 위한 레이블 벡터를 생성한다(ST300). 레이블 벡터는 통상적인 기계학습 과정에서 쎄타(Theta) 행렬을 획득하기 위한 필수적 요소로서, 본 발명에서는 GNU Octave를 사용하여 레이블 벡터를 생성한다.
다음으로 상기 레이블 벡터를 기초로 쎄타 행렬을 획득한다(ST400).
쎄타 행렬은 GNU Octave에서 지원하는 그래디언트 디센트(Gradient Descent) 기법을 사용하였으며, 충분히 수렴하도록 구성하되 본 발명에서는 일 실시예로서 반복회수를 200회로 제한하였다.
다음으로 본 발명의 스마트기기(30)는 상기 쎄타 행렬을 스마트기기 제어부(100)를 통해 영구메모리(140)에 저장되어 있는 분류 알고리즘에 입력한다(ST500).
이로써 본 발명의 시각장애인 부모용 아이 모니터링 장치의 본격적 사용을 위한 기계학습 과정이 완료된다.
다음으로 도 7을 이용하여 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치를 이용한 모니터링 방법을 상세히 설명한다.
시각장애인 부모가 스마트기기(30)의 음성입력부(120) 또는 터치입력부(110)를 통해 동작명령을 입력하는지 확인한다(SE100).
프로그램 동작명령이 입력되지 않으면 대기상태로 전환되어 지속적으로 아이의 행동 패턴을 모니터링하고자 하는 명령이 입력되는지 확인하다.
만약, 프로그램 동작명령이 있는 경우에는 스마트기기(30)는 스마트기기 통신부(170) 및 웨어러블 통신부(230)를 거쳐 웨어러블 제어부(200)에 센서 데이터를 실시간으로 획득하도록 요청한다(SE200).
웨어러블 제어부(200)는 데이터 수집부(210)를 통해 웨어러블 가속도센서(250) 및 웨어러블 자이로센서(220)로부터 일정 시간간격 동안 센서 데이터를 획득한다.
상기 센서 데이터는 본 발명의 일 실시예에서 각 센서값의 평균값 및 최대값일 수 있다.
상기 획득된 센서 데이터는 웨어러블 통신부(230) 및 스마트기기 통신부(170)를 거쳐 스마트기기 제어부(100)로 전달된다.
스마트기기 제어부(100)는 미리 기계학습을 통해 획득된 쎄타 행렬을 기초로 아이의 행동 패턴을 분류한다(SE300).
본 발명의 일 실시예에서 상기 행동 패턴은 “멈췄다”, “걷는다(뛴다)”, “넘어졌다”, “그네를 탄다” 등으로 4가지로 분류될 수 있다.
또한, 상기 행동 패턴 분류단계(SE300)에서 본 발명의 일 실시예는 Sigmoid함수를 액티베이션(Activation)함수로 사용한다.
다음으로 본 발명의 스마트기기 제어부(100)는 아이의 행동 패턴을 알림부(180)을 통해 시각장애인 부모에게 출력한다(SE400). 상기 출력은 음성으로 이루어지는바, 시각장애인 부모에게 즉시 경보가 가능하다.
또한, 상기 출력과정(SE400)는 스마트기기(30)의 진동일 수 있다. 시각장애인 부모가 위험하다고 인식할 수 있는 “넘어졌다” 또는 “뛴다”인 경우에 진동을 발할 수 있다.
또한, 상기 출력과정(SE400)은 디스플레이부(130)를 통한 경보일 수 있다.
다음으로 본 발명의 스마트기기 제어부(100)는 종료명령이 있는지 확인하여 종료명령이 없는 경우 계속 대기상태로 진입한다(SE500).
(제2 실시예)
다음으로 도 3 내지 도 5를 이용하여 본 발명의 본 발명의 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 제2 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예와 동일하나, 웨어러블(40)에는 웨어러블 GPS센서(240)가 더 포함되고, 스마트기기(30)에는 스마트기기 자이로센서(160)가 더 포함된다는 점에 차이가 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 웨어러블 제어부(200)는 웨어러블 GPS센서(240)에서 웨어러블(40)을 착용한 아이의 시간에 따른 위치 좌표를 획득하여 스마트기기(30)의 스마트기기 제어부(100)에 전달한다.
스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블(40)의 시간에 따른 위치 좌표를 이용하여 도 5에 도시한 바와 같이 웨어러블(40)을 착용한 아이의 진행방향(V)을 추정한다. 상기 추정은 상기 위치 좌표를 시간에 대해 미분함으로써 속도를 구하고, 상기 속도의 방향을 계산한다.
한편, 상기 스마트기기 제어부(100)는 동시에 스마트기기 자이로센서(160)를 이용하여 각도를 측정함으로써 시각장애인 부모가 보유한 스마트기기(30)의 3차원 상의 자세를 추정한다. 상기 자세 추정은 스마트기기 자이로센서(160)의 3차원 축에 대한 기울어진 각도를 이용하여 계산된다.
동시에 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블(40)을 착용한 아이의 진행방향(V)과 상기 스마트기기(40)의 자세를 이용하여 장애인 부모에게 아이의 진행방향을 알려줌으로써 시각장애인 부모가 아이에게 달려가 위험한 상황에서 구하도록 조치한다.
예를 들어, 도 5에서 스마트기기(30)가 A 경우와 같이 위치한 때는 알림부(180)가 느린 박자의 경고음을 발하다가, B 경우와 같이 위치해 아이의 진행방향과 일치할 때는 빠른 박자의 경고음을 발함으로써 시각장애인 부모가 B의 방향으로 달려가 아이를 구할 수 있도록 작동한다.
본 발명의 제2 실시예의 모니터링 방법은 상시적으로 작동할 수도 있으나, 제1 실시예에서 아이의 행동 패턴이 “걷는다(뛴다)”인 경우에만 작동하도록 조정될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용 범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 시각장애 부모 20 : 아이
30 : 스마트기기 40 : 웨어러블
100 : 스마트기기 제어부 120 : 음성입력부
160 : 스마트기기 자이로센서 170 : 스마트기기 통신부
180 : 알림부 200 : 웨어러블 제어부
220 : 웨어러블 자이로센서 230 : 웨어러블 통신부
240 : 웨어러블 GPS센서 250 : 웨어러블 가속도센서

Claims (7)

  1. 아기(20)가 착용하는 웨어러블(40)과; 상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 할 수 있는 스마트기기(30)를 포함하는 아기 행동 모니터링 장치에 있어서,
    상기 웨어러블(40)은 웨어러블 제어부(200); 상기 웨어러블 제어부(200)의 제어를 받아 센서 데이터를 획득하는 데이터 수집부(210); 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터를 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함하고; 상기 스마트기기(30)는 시각장애인 부모가 보유하는 스마트 장치로서, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)를 포함하며;
    상기 데이터 수집부(210)는 웨어러블(40)에 포함된 웨어러블 자이로센서(220) 및 웨어러블 가속도센서(250)에서 센서 데이터를 획득하되,
    상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블(40)로부터 전달된 상기 센서 데이터값을 기초로 아이의 행동 상황을 판단하여 상기 알림부(180)를 통해 시각장애인 부모에게 알려주며;
    상기 웨어러블(40)에는 웨어러블 GPS센서(240)가 더 포함되고, 스마트기기(30)에는 스마트기기 자이로센서(160)가 더 포함되되, 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블 GPS센서(240) 값을 이용하여 아이의 진행방향을 예측하고, 상기 스마트기기 자이로센서(160) 값을 이용하여 스마트기기(30)의 자세를 확인하여 상기 스마트기기(30)의 자세가 아이의 진행방향과 일치될 때 시각장애인 부모에게 이 사실을 알리는 것을 특징으로 하는 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 알림부(180)는 아이의 행동 상황에 더해 아이의 행동이 위험한 것으로 판단되는 경우 사이렌 소리로 경고하고나 경광을 발하는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트기기 제어부(100)는 아이의 행동 상황을 판단하기 위해 미리 상기 웨어러블(40)의 센서 데이터를 기초로 기계학습을 통해 행동 패턴 분석 알고리즘을 구축해 놓은 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 데이터 수집부(210)는 상기 기계학습을 위해 센서 데이터를 획득할 때, 각 센서값의 평균값과 최대값을 수집하여 학습에 이용할 수 있도록 하는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치
  5. 삭제
  6. 아기가 착용하는 것으로, 웨어러블 제어부(200); 웨어러블 자이로센서(220); 웨어러블 가속도센서(250) 및 스마트기기(30)와 동작 명령 및 센서 데이터를 무선으로 상호 교환하는 웨어러블 통신부(230)를 포함하는 웨어러블(40)과;
    상기 웨어러블(40)과 무선통신 방식으로 연결되어 아이의 행동을 모니터링 하되, 스마트기기 제어부(100); 음성입력부(120); 알림부(180); 및 스마트기기 통신부(170)를 포함하는 스마트기기(30)가 포함된 아기 행동 모니터링 장치의 사용방법에 있어서,
    시각장애인 부모가 스마트기기(30)의 음성입력부(120)를 통해 동작명령을 입력하는지 확인하는 제1단계(SE100);
    동작명령이 있는 경우에는 스마트기기(30)가 스마트기기 통신부(170) 및 웨어러블 통신부(230)를 거쳐 웨어러블 제어부(200)에 웨어러블 자이로센서(220) 및 웨어러블 가속도센서(250)의 센서 데이터를 실시간으로 획득하도록 요청하는 제2단계(SE200);
    스마트기기 제어부(100)가 미리 기계학습을 통해 획득된 아이 행동 패턴 분석 알고리즘을 기초로 상기 센서 데이터를 이용하여 웨어러블(40)을 착용하고 있는 아이의 행동 패턴을 분류하는 제3단계(SE300);
    스마트기기 제어부(100)가 아이의 행동 패턴을 스마트기기(30)의 알림부(180)를 통해 시각장애인 부모에게 출력하는 제4단계(SE400)를 포함하되,
    상기 센서 데이터는 상기 웨어러블(40)의 각 센서(220, 250)의 최대값 및 평균값을 포함하며;
    상기 웨어러블(40)에는 웨어러블 GPS센서(240)가 더 포함되고, 스마트기기(30)에는 스마트기기 자이로센서(160)가 더 포함되되, 상기 스마트기기 제어부(100)는 상기 웨어러블 GPS센서(240) 값을 이용하여 아이의 진행방향을 예측하고, 상기 스마트기기 자이로센서(160) 값을 이용하여 스마트기기(30)의 자세를 확인하여 상기 스마트기기(30)의 자세가 아이의 진행방향과 일치될 때 시각장애인 부모에게 이 사실을 알리는 제5단계를 더 포함하는 것이 특징인 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치의 사용방법
  7. 삭제
KR1020170092301A 2017-07-20 2017-07-20 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법 KR101828081B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170092301A KR101828081B1 (ko) 2017-07-20 2017-07-20 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170092301A KR101828081B1 (ko) 2017-07-20 2017-07-20 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101828081B1 true KR101828081B1 (ko) 2018-02-09

Family

ID=61199130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170092301A KR101828081B1 (ko) 2017-07-20 2017-07-20 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101828081B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200082852A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 주식회사 디엔엑스 인체통신 기반의 서비스 프로파일 처리 장치
KR20220006228A (ko) * 2020-07-08 2022-01-17 비앤피 이노베이션 주식회사 사용자 모니터링을 위한 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법
CN114047820A (zh) * 2021-11-15 2022-02-15 成都全景智能科技有限公司 基于可穿戴设备的儿童成长守护方法及相关设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988459B1 (ko) * 2008-06-24 2010-10-18 한국전자통신연구원 낙상 감지 장치 및 방법
KR101742707B1 (ko) * 2015-08-28 2017-06-02 순천향대학교 산학협력단 스마트 워치의 내장 가속도 센서와 스마트폰을 이용한 행동 인식 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988459B1 (ko) * 2008-06-24 2010-10-18 한국전자통신연구원 낙상 감지 장치 및 방법
KR101742707B1 (ko) * 2015-08-28 2017-06-02 순천향대학교 산학협력단 스마트 워치의 내장 가속도 센서와 스마트폰을 이용한 행동 인식 장치 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200082852A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 주식회사 디엔엑스 인체통신 기반의 서비스 프로파일 처리 장치
KR102137958B1 (ko) * 2018-12-31 2020-07-27 주식회사 디엔엑스 인체통신 기반의 서비스 프로파일 처리 장치
KR20220006228A (ko) * 2020-07-08 2022-01-17 비앤피 이노베이션 주식회사 사용자 모니터링을 위한 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법
KR102463616B1 (ko) * 2020-07-08 2022-11-04 비앤피이노베이션 주식회사 사용자 모니터링을 위한 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법
CN114047820A (zh) * 2021-11-15 2022-02-15 成都全景智能科技有限公司 基于可穿戴设备的儿童成长守护方法及相关设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101828081B1 (ko) 시각장애 부모용 아기 행동 모니터링 장치 및 그 사용방법
US20100049096A1 (en) System for fall prevention and a method for fall prevention using such a system
KR20100112764A (ko) 동작교정장치 및 그 제어방법과 이를 이용한 동작교정 서비스시스템
KR101461306B1 (ko) 신체에 걸리는 방식으로 착용되는 낙상 감지 장치 및 그 방법 그리고 이를 이용한 낙상 사고 통합 관리 시스템 및 낙상 사고 관리 방법
WO2015160549A1 (en) Man down detector
CN102136180A (zh) 人体跌倒检测与报警装置
US20180136035A1 (en) Method for detecting vibrations of a device and vibration detection system
KR101567194B1 (ko) 착탈식 차량 정보 인디케이터 및 이를 이용한 차량 정보 인디케이팅 방법
JP2007279837A (ja) 携帯型行動監視装置および行動監視システム
US20180244279A1 (en) 'wearable in-_vehicle eye gaze detection"
CN107949320A (zh) 一种血压监测前进行提醒的方法及相应的动态血压监测仪
KR101990032B1 (ko) 위험상황에 대처하기 위한 웨어러블 스마트 장치 및 이를 이용한 위험 상황 판단 방법
CN205103993U (zh) 一种智能人体跌倒监护装置
KR102088458B1 (ko) 작업자 관리 시스템
US11156856B2 (en) Eyewear with wearing status detector
US10610146B1 (en) Utilizing wearable devices in an internet of things environment
KR20130114922A (ko) 작업자 위치 추적 및 동작감지 시스템과 그 방법
JP2016177437A (ja) 転倒検知端末およびプログラム
KR101580317B1 (ko) 스마트폰을 이용한 자세 인식 장치
KR102582490B1 (ko) 안전 관리 장치 및 그 제어 방법
US11373503B2 (en) System and method of automatically alerting a user to remain awake
KR101767829B1 (ko) 목 자세 측정 방법 및 시스템
CN113712536B (zh) 基于步态分析的不平衡预警方法及穿戴装置
TWI629455B (zh) 運用相對高度之危險偵測系統與危險監測模組
KR20230022386A (ko) 운전자 혼수 처리 방법, 장치 및 판독 가능한 저장 매체

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant