KR101836831B1 - 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치 - Google Patents

웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치 Download PDF

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Abstract

웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치는 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 센싱할 수 있고, 상기 모션이 센싱되면 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 제공하는 웨어러블 센서부, 상기 상황 신호를 수신하는 메인 통신부 및 상기 수신된 상황 신호를 기초로 사용자 상황을 분석하고, 상기 사용자 상황의 긴급성을 산출하여 조난 대응 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치{DISTRESS RESPONSE APPARATUS FOR SHIP BASED ON WEARABLE DEVICES}
본 발명은 해상용 조난 대응 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자의 모션을 감지하여 조난 상황에 신속하게 대응할 수 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치에 관한 것이다.
해상 VHF(Very High Frequency) 통신 기술은 해상을 전달로로 하여 해상을 이동하는 선박들 간에 조난 신호나 해상 정보를 공유할 수 있도록 특정 VHF 대역을 이용하여 통신할 수 있다. 일반적으로 해상 VHF 통신 기술은 선박에 탑승한 사람의 수동 조작을 통해 또는 선박의 이상을 감지하는 이상 감지 장치에 의한 자동 조작을 통해 해상교통관제(Vessel Traffic Service) 센터에 조난 신호를 전송하여 위기 상황을 전달할 수 있다. 이러한 종래 기술은 예상치 못한 사고로 인해 선박에 탑승한 사람이 VHF 통신 장치를 즉시 조작할 수 없거나 이상 감지 장치가 손상되는 등의 상황에서 대응하기 어려운 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-0738259(2007.07.05)호는 선박위치 송신 단말기와 해상용 브이에이치에프 무전기를통합한 선박 항해 통신장비에 관한 것으로, 지피에스/디지피에스 (GPS/DGPS) 위성으로부터 오는 신호를 수신하는 지피에스 안테나, 해안지구국이나 선박의 156.025∼163.275MHz VHF 대역을 사용하는 통신 장비들과 송/수신할 수 있는 VHF 안테나, 상기 GPS 안테나부터 수신된 신호로부터 선박의 위치 정보를 얻고 VHF 안테나로부터 음성 신호나 조난/안전, 기상, 해상 등의 데이터 신호를 송/수신할 수 있도록 채널을 선택하고 신호를 생성하고 복원하며 선박 위치 추적이 가능하도록 한 알고리즘이 내장된 트랜스폰더, 선택 채널이나 동작 모드를 간편하게 선택하고 표시할 수 있도록 화면과 키패드로 구성된 사용자 단말기((DTE) Data Terminal Equipment) 그리고 음성 신호를 입/출력할 수 있도록 마이크나 일반 스피커 및 확성기(Loud speaker) 등을 연결하고 타 항해 장비와 연계할 수 있는 환경을 제공하는 인터페이스용 커넥터부로 구성된 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제10-1531947(2015.06.22)호는 해상조난 및 해양안전사고 예방을 위한 중소형 선박 이네비게이터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상 조난 신호, 전자해도, 전자신고, 위판장의 어가정보, 입출항, 해상 기상 및 긴급 공지 정보 등을 육상에 위치한 유관기관서버와 통신하여 서로 주고 받을 수 있는 해상조난 및 해양안전사고 예방을 위한 중소형 선박 이네비게이터 시스템에 관한 것이다.
한국등록특허 제10-0738259(2007.07.05)호 한국등록특허 제10-1531947(2015.06.22)호
본 발명의 일 실시예는 사용자의 모션을 감지하여 조난 상황에 신속하게 대응할 수 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 사용자 의사에 따른 모션인지 판단하여 조난 신호의 송신 여부를 결정함으로써 잘못된 조난 신호를 송신하지 않도록 할 수 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치는 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 센싱할 수 있고, 상기 모션이 센싱되면 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 제공하는 웨어러블 센서부, 상기 상황 신호를 수신하는 메인 통신부 및 상기 수신된 상황 신호를 기초로 사용자 상황을 분석하고, 상기 사용자 상황의 긴급성을 산출하여 조난 대응 여부를 결정하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 상황 신호가 제1 특정 시간 구간 동안 특정 횟수 이상 연속적으로 수신되지 않으면 상기 상황 신호를 오신호(false signal)로 결정하고, 해당 오신호 결정 시점으로부터 제2 특정 시간 구간 동안 상기 상황 신호의 추가 수신을 대기할 수 있다.
상기 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치는 상기 사용자 상황을 출력하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 상황 신호의 연속 수신 횟수 및 해당 조난 유형을 기초로 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도를 초과하면 상기 조난 대응의 수행을 결정하여 상기 디스플레이부를 통해 상기 긴급성에 관한 경고 콘텐츠를 추가적으로 출력하고 관제 서버에 상기 사용자 상황을 알릴 수 있다.
상기 제어부는 상기 웨어러블 센서부로부터 상기 모션에 관한 동적 변화율을 더 수신하여 하기의 수학식 1을 기초로 상기 사용자 상황의 긴급성을 산출하고, 상기 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도 이상이면 상기 조난 대응의 수행을 결정할 수 있다.
[수학식 1]
e = d2 * n * t
(여기에서, d는 해당 모션에 관한 동적 변화율을 나타내고, n은 해당 상황 신호의 연속 수신 횟수를 나타내며, t는 해당 상황 신호에 대응되는 조난 유형과 연관된 조난 지수를 나타냄)
상기 제어부는 해상 위치 센서를 통해 현재 위치를 검출하고, 관제 서버로부터 상기 현재 위치와 연관된 기상 상황 및 조류 상태에 관한 해상 정보를 수신하여 상기 웨어러블 센서부에 제공할 수 있다.
상기 제어부는 가장 최근 수신된 해상 정보가 특정 기준 위험도 이상으로 분석되면 상기 수신된 상황 신호가 오신호인지 여부를 결정하기 위한 오신호 결정 조건을 최소 결정 조건으로 하향 조정할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치는 사용자의 모션을 감지하여 조난 상황에 신속하게 대응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치는 사용자 의사에 따른 모션인지 판단하여 조난 신호의 송신 여부를 결정함으로써 잘못된 조난 신호를 송신하지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상용 조난 대응 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치가 사용자의 모션을 기반으로 사용자 상황을 분석하여 조난 대응 관리를 수행하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 4은 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치가 사용자의 모션을 기반으로 사용자 상황을 분석하여 조난 대응 관리를 수행하는 과정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상용 조난 대응 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 해상용 조난 대응 시스템(100)은 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110) 및 관제 서버(120)를 포함할 수 있다.
웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)는 사용자 모션 감지를 통해 사용자 상황을 분석하여 조난 대응을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)는 선박에 설치될 수 있고, 설치된 위치로부터 특정 거리 이내에 있는 웨어러블 센서부(210)를 통해 사용자의 모션을 감지하여 사용자 상황을 분석할 수 있으며, 해당 분석을 통해 현재 상황이 조난 상황인 것으로 분석되면 VHF 대역을 통해 관제 서버(120)와 통신하여 사용자 상황을 알릴 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)는 해상 VHF 통신 기술을 통해 구현될 수 있다.
관제 서버(120)는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)로부터 조난 상황과 연관된 사용자 상황 정보가 수신되면 초등조치 및 전파 등을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 관제 서버(120)는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)의 요청에 따라 해상 정보를 제공할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)는 웨어러블 센서부(210), 중계 통신부(220), 메인 통신부(230), 사용자 I/O부(240), 디스플레이부(250) 및 제어부(260)를 포함할 수 있다.
웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 포함할 수 있다. 여기에서, 모션 센서(215)는 사용자의 모션을 센싱할 수 있는 센서로서, 일 실시예에서, 가속도 센서, 자이로 센서 및 모션감지 센서 중 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 모션 센서(215)는 사용자의 모션을 감지하여 사용자의 움직임, 기울기, 흔들림, 각속도 및 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 모션 정보를 획득할 수 있다.
웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 사용자의 모션이 센싱되면 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 획득된 일련의 모션 정보들에 있는 모션 종류, 지속시간, 반복횟수 및 다른 모션과의 연속성을 분석하여 해당 모션이 미리 설정된 복수의 모션 조작들 중 하나와 연관되는지 여부를 판단할 수 있고, 그렇다면, 해당 모션 조작과 매칭되는 특정 상황을 검출하여 해당 상황 신호를 무선 주파수를 통해 메인 통신부(230)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 센싱된 사용자의 모션이 만일 'X' 형상으로 특정 횟수 이상 교차 반복되는 제1 모션 조작에 해당하는 것으로 분석되면 제1 모션 조작과 대응되는 제1 상황(예를 들어, 조난 상황 중 화재)을 검출하여 해당 상황 신호를 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 설계자 설정 또는 사용자의 요청을 기초로 각 상황 별로 대응되는 적어도 하나의 모션 조작에 관한 상황-모션 매칭 테이블을 메모리에 저장 및 갱신할 수 있고, 상황-모션 매칭 테이블을 기초로 해당 모션에 대응되는 상황을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 상황 신호 준비와 연관된 사용자의 특정 모션이 센싱되면 해당 시점 이후부터 센싱되는 사용자의 모션을 기초로 상황 신호를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 웨어러블 센서부(210)는 평상 시에는 모션 센서(215)를 통해 센싱된 사용자의 모션이 특정 상황 신호와 대응되더라도 상황 신호를 전송하지 않도록 할 수 있고, 상황 신호 준비와 연관된 제2 모션 조작(예를 들어, 'O' 형상으로 특정 횟수 이상 반복)에 해당하는 사용자의 모션이 감지된 경우에만 해당 시점으로부터 특정 시간 구간 동안(예를 들어, 10초) 상황 신호 제공을 위한 사용자 모션 감지를 대기하여 해당 대기 중에 센싱된 사용자의 모션에 따라 상황 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다.
웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 사용자의 착용 여부를 감지할 수 있고, 수동 버튼을 통해 사용자에 의해 입력되는 사용자 입력을 수신하여 상황 신호를 송출할 수도 있다.
웨어러블 센서부(210)는 메인 통신부(230)와 통신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 수신 안테나, 수신 모뎀, 송신 안테나 및 송신 모뎀을 포함하여 구성된 통신 모듈을 통해 상시 신호 송수신을 대기할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 통신 모듈은 ISM (industrial scientific medical band) 대역을 통해 통신하는 블루투스 기반의 송수신 모듈, ISM 대역을 통해 통신하는 ISM 밴드 기반의 송수신 모듈 및 LF (low frequency) 대역을 통해 통신하는 RFID (radio frequency identification) 기반의 송수신 모듈 중 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 블루투스 기반의 송수신 모듈은 2GHz 대의 ISM 대역 송출기능 및 약 10m의 인식거리를 가질 수 있고, RFID 기반의 송수신 모듈은 125KHz 대의 LF 대역 송출기능 및 약 500m의 인식거리를 가질 수 있으며, ISM 밴드 기반의 송수신 모듈은 4GHz 대의 ISM 대역 송출기능 및 약 300m의 인식거리를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 단거리 RF 대역을 통해 메인 통신부(230)와 통신할 수 있고, 중장거리 RF 대역을 통해 중계 통신부(220)와 통신하여 중계 통신부(220)를 매개로 하여 메인 통신부(230)와 통신할 수 있다.
웨어러블 센서부(210)는 센싱되는 모션에 대응되는 상황 신호를 시각적으로 표시할 수 있는 디스플레이 모듈 및 휴대 전력을 공급하기 위한 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 물과의 접촉을 감지하는 물 감지 센서(미도시됨)를 도 포함할 수 있다. 웨어러블 센서부(210)는 물 감지 센서를 통해 물 접촉을 감지할 수 있고, 전체 면적 대비 물 접촉 면적을 분석하여 사용자가 현재 수중에 있는지 여부에 관한 정보를 검출할 수 있으며, 검출된 정보를 메인 통신부(230)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 물 감지 센서는 접촉식의 적외선 감지 센서 또는 온도 감지 센서로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 충격을 감지하는 충격 감지 센서(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 센서부(210)는 충격 감지 센서를 통해 미리 설정된 기준 충격값 이상의 충격이 감지되면 메인 통신부(230)에 충격 감지 사실을 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 상황 신호 준비와 연관된 사용자의 특정 모션이 센싱되지 않더라도 해당 충격 감지 시점 이후부터 특정 시간 구간 동안(예를 들어, 30초) 상황 신호 제공을 위한 사용자 모션 감지를 대기할 수 있고, 해당 대기 중에 센싱된 사용자의 모션에 따라 상황 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 사용자의 신체나 의복에 부착되거나 사용자에 의해 휴대 가능하도록 구현될 수 있고, 예를 들어, 반지, 시계, 팔찌, 목걸이 등 사용자의 몸에 부착하거나 휴대할 수 있도록 하는 형태의 휴대용 기기로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)는 물 속에서도 동작 가능하도록 방수 기능을 포함하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)는 복수의 웨어러블 센서부(210)들을 포함할 수 있다. 복수의 웨어러블 센서부(210)들 각각은 서로 다른 사용자의 신체에 부착되어 실시간으로 해당 사용자의 모션을 감지할 수 있으며, 모션이 감지되면 해당 웨어러블 센서 식별자 및 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 메인 통신부(230)에 전송할 수 있다.
중계 통신부(220)는 웨어러블 센서부(210)와 메인 통신부(230) 간의 통신을 중계할 수 있다. 일 실시예에서, 중계 통신부(220)는 중장거리 RF 대역을 통해 웨어러블 센서부(210)로부터 수신된 신호를 증폭하여 메인 통신부(230)에 전달하거나, 중장거리 RF 대역을 통해 메인 통신부(230)로부터 수신된 신호를 증폭하여 메인 통신부(230)로 전달할 수 있다. 중계 통신부(220)는 휴대 전력을 공급하기 위한 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 일 실시예에서, 선박에 배치된 메인 통신부(230)로부터 특정 거리 이내의 선박 내부 또는 외부에 배치될 수 있다.
메인 통신부(230)는 상황 신호를 수신할 수 있다. 메인 통신부(230)는 웨어러블 센서부(210)로부터 상황 신호를 직접 수신하거나, 중계 통신부(220)를 통해 증폭된 상황 신호를 수신할 수 있고, 웨어러블 센서부(210)로부터 수신되는 정보들을 제어부(260)에 제공할 수 있다.
메인 통신부(230)는 웨어러블 센서부(210)와 통신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메인 통신부(230)는 송신 안테나, 송신 모뎀, 수신 안테나 및 수신 모뎀을 포함하여 구성된 통신 모듈을 통해 상시 신호 송수신을 대기할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 통신 모듈은 ISM 대역을 통해 통신하는 블루투스 기반의 송수신 모듈, ISM 대역을 통해 통신하는 ISM 밴드 기반의 송수신 모듈 및 LF 대역을 통해 통신하는 RFID 기반의 송수신 모듈 중 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다.
메인 통신부(230)는 관제 서버(120)와 통신하기 위한 통신모듈을 포함할 수 있고, 일 실시예에서, VHF 대역을 통해 통신하기 위한 안테나, RF 송수신모듈 및 디지털 모뎀모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 통신부(230)는 LAN(Local Area Network) 통신을 위한 어댑터를 더 포함할 수 있다.
사용자 I/O부(240)는 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보(예를 들어, 경고 콘텐츠)를 출력하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, 마우스, 트랙볼, 터치 패드, 그래픽 태블릿, 스캐너, 터치 스크린, 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다.
디스플레이부(250)는 제어부(260)로부터 수신된 데이터를 시각적으로 표현할 수 있는 디스플레이 출력 장치로서, 예를 들어, 모니터와 같은 디스플레이 출력장치 또는 터치스크린과 같은 디스플레이 입출력 장치로 구현될 수 있다. 디스플레이부(250)는 제어부(260)에 제어에 따라 사용자 상황을 출력할 수 있다.
제어부(260)는 수신된 상황 신호를 기초로 사용자 상황을 분석할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(260)는 메인 통신부(230)를 통해 웨어러블 센서부(210)로부터 수신되는 상황 신호, 해당 상황 신호와 대응되는 조난 유형 및 특정 시간 구간 동안 연속적으로 수신된 해당 상황 신호의 연속 수신 횟수를 분석하여 현재 사용자 상황을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 수신된 상황 신호가 제1 조난 유형(예를 들어, 조난 유형 중 화재)에 해당하고 동일 상황 신호가 10초 이내에 연속적으로 3회 수신된 것으로 분석되면 현재 사용자 상황이 제1 조난 유형에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 상황 신호 별로 해당되는 조난 유형에 관한 상황신호-조난유형 매칭 테이블을 저장하여 상황신호-조난유형 매칭 테이블을 기초로 수신된 상황 신호를 분석하여 해당 상황 신호가 어떤 조난 유형과 매칭되는지 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 상황신호-조난유형 매칭 테이블은 해상교통관제와 연관된 법적 기준을 기초로 결정될 수 있으며, 관제 서버(120)와의 통신을 통해 주기적으로 업데이트될 수 있다.
제어부(260)는 사용자 상황의 긴급성을 산출하여 조난 대응 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(260)는 수신된 상황 신호의 연속 수신 횟수 및 해당 조난 유형을 기초로 긴급성을 산출할 수 있고, 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도를 초과하면 조난 대응의 수행을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 수신된 상황 신호가 제2 조난 유형(예를 들어, 조난 유형 중 좌초)에 해당하고 동일 상황 신호가 10초 이내에 연속적으로 5회 수신되어 특정 기준 긴급도 3회를 초과한 것으로 분석되면 현재 사용자 상황이 제2 조난 유형에 해당하고 긴급한 것으로 판단하여 조난 대응을 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 여기에서, 특정 기준 긴급도는 사용자 또는 설계자에 의해 미리 설정될 수 있다.
제어부(260)는 웨어러블 센서부(210)로부터의 상황 신호가 수신되기 전에는 웨어러블 센서부(210)로부터 정상 동작 여부에 관한 정보를 수신하여 디스플레이부(250)에 시각화시킬 수 있고, 웨어러블 센서부(210)로부터의 상황 신호가 수신되면 조난 대응의 수행이 결정되기 전에는 해당 상황 신호를 통해 분석된 사용자 상황을 디스플레이부(250)에 시각화시킬 수 있으며, 조난 대응의 수행이 결정되면 해당 긴급성에 관한 경고 콘텐츠를 디스플레이부(250)를 통해 추가적으로 출력할 수 있다. 제어부(260)는 조난 대응의 수행이 결정되면 관제 서버(120)에 해당 사용자 상황을 알릴 수 있고, 예를 들어, 해당 상황 신호를 통해 분석된 사용자 상황 또는 해당 조난 유형에 대응되는 조난 경보 메시지를 관제 서버(120)에 송신할 수 있다. 제어부(260)는 조난 대응의 수행이 결정되면 내장 스피커를 통해 해당 조난 유형에 대응되는 특정 경고음을 출력하여 주변의 사용자에게 알림 사운드를 제공할 수 있다.
제어부(260)는 조난 대응의 수행이 결정되면 VHF 대역을 통해 주변 선박들에 설치된 다른 VHF 통신 장비에 SOS 구조 신호를 전송할 수 있고, 복수의 웨어러블 센서부(210)들과 통신 가능한 경우 자신의 해상용 조난 대응 장치 식별자 및 해당 조난 상황을 통신 가능한 다른 웨어러블 센서부(210)에 전송하여 해당 다른 웨어러블 센서부(210)가 이에 관해 각 디스플레이 모듈을 통해 시각화시키도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 상황 신호가 제1 특정 시간 구간 동안 특정 횟수 이상 연속적으로 수신되지 않으면 해당 상황 신호를 오신호(false signal)로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 특정 상황 신호가 10초 동안 3회 이상 연속 수신되지 않거나, 3초 이내의 간격으로 연속적으로 2회 더 수신되지 않으면 오신호로 결정할 수 있다.
위의 실시예에서, 제어부(260)는 해당 오신호 결정 시점으로부터 제2 특정 시간 구간 동안 상황 신호의 추가 수신을 대기할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 특정 상황 신호가 오신호로 결정되면 이후의 30초 동안 해당 상황 신호의 추가 수신을 대기할 수 있다. 제어부(260)는 추가 수신 대기 중에 동일 상황 신호가 추가로 수신되면 디스플레이부(250)에 해당 웨어러블 센서부(210)에 관한 확인을 요청하는 확인 요청 메시지를 출력할 수 있고, 상기 특정 횟수보다 작은 특정 횟수로 연속 수신되는지 여부를 확인하여 조난 대응 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 웨어러블 센서부(210)로부터 사용자의 모션에 관한 동적 변화율을 더 수신하여 하기의 수학식 1을 기초로 사용자 상황의 긴급성을 산출하고, 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도 이상이면 조난 대응의 수행을 결정할 수 있다.
[수학식 1]
e = d2 * n * t
(여기에서, d는 해당 모션에 관한 동적 변화율을 나타내고, n은 해당 상황 신호의 연속 수신 횟수를 나타내며, t는 해당 상황 신호에 대응되는 조난 유형과 연관된 조난 지수를 나타냄)
보다 구체적으로, 해당 모션에 관한 동적 변화율(d)은 해당 모션의 속도가 빠르고 느린 정도를 나타내고, 일 실시예에서, 해당 모션에 관한 센싱 시간 대비 기준 시간을 통해 산출될 수 있다. 예를 들어, 특정 모션 조작과 관련하여 설계자 또는 사용자에 의해 미리 설정된 기준 시간이 2초이고 사용자의 모션 센싱 과정에서 소요된 시간이 1초인 상황을 가정하면, 웨어러블 센서부(210)는 해당 모션에 관한 동적 변화율을 2(=2/1)로 산출하여 상황 신호와 같이 제어부(260)에 제공할 수 있고, 제어부(260)는 이러한 산출 수치가 1 이상이면 빠른 속도로 모션이 수행된 것으로 판단하고 그렇지 않으면 느린 속도로 모션이 수행된 것으로 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 해당 모션에 관한 동적 변화율(d)은 해당 상황 신호가 연속적으로 수신된 경우 해당 모션들에 관한 평균 동적 변화율로 산출될 수 있다.
또한, 조난지수(t)는 수신된 상황 신호에 대응되는 조난 유형과 연관된 값으로, 각 조난 유형 별로 0과 1 중에서 하나의 값으로 매핑될 수 있고, 설계자 또는 사용자에 의해 각 조난 유형이 조난 신호의 송신이 필요한 조난 상황에 해당하면 1의 값으로, 그렇지 않다면 0의 값으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 제어부(260)는 하기의 수학식 1을 기초로 긴급성을 산출하는 과정에서, 웨어러블 센서부(210)로부터 제3 조난 유형(예를 들어, 조난 유형 중 침몰)과 대응되는 상황 신호를 2회 연속적으로 수신하고 해당 모션에 관한 동적 변화율 2로 수신하였으며 해당 제3 조난 유형과 연관된 조난 지수 t가 1인 경우를 가정한다면, 사용자 상황의 긴급성을 8(=22*2)로 산출할 수 있고, 산출된 긴급성이 미리 설정된 특정 기준 긴급도 3을 초과하여 조난 대응을 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 여기에서, 특정 기준 긴급도는 사용자 또는 설계자에 의해 1 이상의 자연수로 설정될 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(260)는 웨어러블 센서부(210)로부터 제1 상황 유형(예를 들어, 선박 내부 부품 고장)과 대응되는 상황 신호를 4회 연속적으로 수신하고 해당 모션에 관한 동적 변화율 1.2로 수신하였으며 해당 제1 상황 유형과 연관된 조난 지수 t가 0인 경우를 가정한다면, 사용자 상황의 긴급성을 0(=1.22*4*0)로 산출하여 조난 대응을 수행하지 않는 것으로 결정하고, 디스플레이부(250)를 통해 해당 사용자 상황을 시각화시키어 선박 내부에 있는 다른 사용자에게 해당 사용자 상황을 알리도록 제어할 수 있다.
제어부(260)는 해상 위치 센서(미도시됨)를 통해 현재 위치를 검출하고, 관제 서버(120)로부터 현재 위치와 연관된 기상 상황 및 조류 상태에 관한 해상 정보를 수신하여 웨어러블 센서부(210)에 제공할 수 있다. 여기에서, 해상 위치 센서는 제어부(260)와 전기적으로 연결될 수 있고, 해당 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)가 설치된 선박의 현재 위치를 검출할 수 있으며, 일 실시예에서, GPS((Global Positioning System) 센서, 천체 관측 센서, 전파 신호 수신 센서 또는 해저 매설표 신호 수신 센서를 통해 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(260)는 특정 주기로 관제 서버(120)에 검출된 현재 위치를 전송할 수 있고, 관제 서버(120)로부터 해당 현재 위치로부터 특정 거리 이내의 해공 상태와 연관된 기상 상황, 조류 상태 및 그 밖의 주변 상황 정보 중 적어도 하나를 포함하는 해상 정보를 수신하여 디스플레이부(250)에 출력할 수 있으며, 수신된 해상 정보를 웨어러블 센서부(210)에 실시간으로 제공하여 웨어러블 센서부(210)가 해당 디스플레이 모듈을 통해 해상 정보를 문자나 숫자를 포함하는 텍스트, 기호 및 색상 등으로 시각화시킬 수 있도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 가장 최근 수신된 해상 정보가 특정 기준 위험도 이상으로 분석되면 수신된 상황 신호가 오신호인지 여부를 결정하기 위한 오신호 결정 조건을 최소 결정 조건으로 하향 조정할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(260)는 관제 서버(120)로부터 현재 위치와 연관된 해상 정보가 수신될 때마다 해당 해상 정보에 관한 위험성을 분석할 수 있고, 일 실시예에서, 기상 상황 및 조류 상태 각각이 나타내는 위험 수치를 기초로 위험성을 산출하여 미리 설정된 특정 기준 위험도(설계자 또는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있음) 이상이면 오신호 여부를 결정하기 위한 연속 수신 횟수를 하향 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 해상 정보가 특정 위험도 이상이면 오신호를 판단하기 위한 제1 오신호 판단 조건 [10초 동안 3회 이상 연속 수신되지 않으면 해당 상황 신호를 오신호로 판단] 을 제2 오신호 판단 조건 [20초 동안 2회 이상 연속 수신되지 않으면 해당 상황 신호를 오신호로 판단] 으로 조정할 수 있다.
위의 실시예에서, 제어부(260)는 하기의 수학식 2를 기초로 가장 최근 수신된 해상 정보에 관한 위험성(d)을 산출하여 특정 기준 위험도 이상인지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는 관제 서버(120)로부터 해상 정보가 수신될 때마다 각 기상 상황 및 조류 상태 별로 기상 상황 지수 및 조류 상태 지수를 매칭하는 테이블을 호출하여 해당 테이블을 기초로 현재 위치와 연관된 기상 상황에 관한 기상 상황 지수(w)를 4로, 조류 상태에 관한 조류 상태 지수(c)를 2로 검출할 수 있고, 이에 따라, 현재 위치의 해상 정보에 관한 위험성(d)을 9로 산출할 수 있으며, 설계자 또는 사용자에 의해 미리 설정될 수 있는 특정 기준 위험도 15 미만인 것으로 결정하여 오신호 결정 조건을 최소 결정 조건으로 하향 조정할 수 있다.
[수학식 2]
d = (w/c + 1) * c
여기에서, w는 해당 현재 위치와 연관된 기상 상황에 관한 기상 상황 지수를 나타내고, c는 해당 현재 위치와 연관된 조류 상태에 관한 조류 상태 지수를 나타낸다. 예를 들어, w와 c는 1 이상 5 이하의 자연수로, 숫자가 클수록 기상 상황 또는 조류 상태가 악화되었음을 나타내도록 설계자 또는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
제어부(260)는 복수의 웨어러블 센서부(210)들로부터 수신된 상황 신호 각각을 관리할 수 있고, 각각으로부터 수신된 웨어러블 센서 식별자를 통해 해당 상황 신호 및 이로부터 분석된 사용자 상황 정보를 관리할 수 있다. 제어부(260)는 웨어러블 센서 식별자 별로 수신된 모션에 관한 통계 정보를 관리할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 사용자의 요청을 기반으로 특정 웨어러블 센서 식별자에 위험 가중치를 부여할 수 있으며(예를 들어, 선박의 최상위 관리자가 사용하는 경우), 위험 가중치가 부여된 해당 특정 웨어러블 센서 식별자와 연관된 웨어러블 센서부(210)로부터 수신된 상황 신호의 분석 과정에서 최소 결정 조건이나 차하위 결정 조건으로 하향 조정된 오신호 결정 조건을 반영하여 조난 대응 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(260)는 웨어러블 센서부(210)의 물 감지 센서를 통해 감지되는 물 접촉 상황을 디스플레이부(250)에 시각화시킬 수 있고, 조난 신호를 관제 서버(120)에 전송한 후에 웨어러블 센서부(210)의 물 감지 센서를 통해 물 접촉 상황이 수신되면 해당 조난 신호를 추가로 전송할 수 있다.
제어부(260)는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 제어부(260)는 메인 통신부(230), 사용자 I/O부(240) 및 디스플레이부(250)와 전기적으로 연결될 수 있고, 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(260)는 CPU(Central Processing Unit)로 구현될 수 있다. 제어부(260)는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치(110)의 동작 과정에서 필요한 데이터나 생성되는 데이터 전반을 휘발성과 비휘발성 메모리로 구현된 메모리에 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 센서부(210)와 중계 통신부(220) 각각은 물리적으로 독립된 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 제어부(260), 메인 통신부(230), 사용자 I/O부(240) 및 디스플레이부(250)는 상호 간에 물리적으로 연결되고 기능적으로 분리된 하나의 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있고, 이들은 웨어러블 센서부(210) 및 중계 통신부(220) 각각과 물리적으로 분리되고 무선 주파수 대역을 통해 무선 통신할 수 있는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치가 사용자의 모션을 기반으로 사용자 상황을 분석하여 조난 대응 관리를 수행하는 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 3에서, 웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 사용자의 모션을 센싱할 수 있다(단계 S310). 웨어러블 센서부(210)는 사용자의 모션이 센싱되면 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 제공할 수 있다(단계 S320). 메인 통신부(230)는 웨어러블 센서부(210)로부터 상황 신호를 수신할 수 있다(단계 S330). 제어부(260)는 수신된 상황 신호를 기초로 사용자 상황을 분석하고, 사용자 상황의 긴급성을 산출하여 조난 대응 여부를 결정할 수 있다(단계 S340).
도 4은 도 1에 있는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치가 사용자의 모션을 기반으로 사용자 상황을 분석하여 조난 대응 관리를 수행하는 과정의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 4에서, 웨어러블 센서부(210)는 배터리 모듈을 통해 공급되는 전력을 기반으로 사용자의 모션 센싱을 대기할 수 있다(단계 S410). 웨어러블 센서부(210)는 모션 센서(215)를 통해 사용자의 모션이 센싱되면 해당 모션에 따른 모션 조작이 미리 설정된 특정 상황과 연관된 동작 조건을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다(단계 S420). 웨어러블 센서부(210)는 만일 해당 모션 조작이 복수의 상황들 각각과 연관된 복수의 동작 조건들 중 하나를 만족하면 해당 동작 조건에 맞는 상황 신호를 송출할 수 있다(단계 S430).
제어부(260)는 메인 통신부(230)를 통해 웨어러블 센서부(210)로부터 상황 신호를 수신할 수 있고, 수신된 상황 신호가 오신호에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(단계 S440). 제어부(260)는 제1 특정 시간 구간 동안 특정 횟수 이상 연속적으로 수신되지 않으면 해당 상황 신호를 오신호로 결정할 수 있다(단계 S450). 예를 들어, 제어부(260)는 해당 상황 신호가 연속 3회 수신되면 정상 신호인 것으로 결정할 수 있다. 제어부(260)는 오신호가 아닌 것으로 결정되면 해당 상황 신호를 분석하여 해당 상황 신호에 대응되는 재난 유형을 검출할 수 있고(단계 S450), 해당 재난 유형에 대응되는 재난 전송 메시지를 메인 통신부(230)를 통해 관제 서버(120)에 송신할 수 있다(단계 S460).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 해상용 조난 대응 시스템
110: 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치
120: 관제 서버
210: 웨어러블 센서부 220: 중계 통신부
230: 메인 통신부 240: 사용자 I/O부
250: 디스플레이부 260: 제어부

Claims (6)

  1. 모션 센서를 통해 사용자의 모션을 센싱할 수 있고, 상기 모션이 센싱되면 해당 모션에 대응되는 상황 신호를 제공하는 웨어러블 센서부;
    상기 상황 신호를 수신하는 메인 통신부; 및
    상기 수신된 상황 신호를 기초로 사용자 상황을 분석하고, 상기 사용자 상황의 긴급성을 산출하여 조난 대응 여부를 결정하며, 해상 위치 센서를 통해 현재 위치를 검출하고, 관제 서버로부터 상기 현재 위치와 연관된 기상 상황 및 조류 상태에 관한 해상 정보를 수신하여 상기 웨어러블 센서부에 제공하며, 가장 최근 수신된 해상 정보가 특정 기준 위험도 이상으로 분석되면 상기 수신된 상황 신호가 오신호인지 여부를 결정하기 위한 오신호 결정 조건을 최소 결정 조건으로 하향 조정하는 제어부를 포함하는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 상황 신호가 제1 특정 시간 구간 동안 특정 횟수 이상 연속적으로 수신되지 않으면 상기 상황 신호를 오신호(false signal)로 결정하고, 해당 오신호 결정 시점으로부터 제2 특정 시간 구간 동안 상기 상황 신호의 추가 수신을 대기하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 상황을 출력하는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 상황 신호의 연속 수신 횟수 및 해당 조난 유형을 기초로 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도를 초과하면 상기 조난 대응의 수행을 결정하여 상기 디스플레이부를 통해 상기 긴급성에 관한 경고 콘텐츠를 추가적으로 출력하고 관제 서버에 상기 사용자 상황을 알리는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 웨어러블 센서부로부터 상기 모션에 관한 동적 변화율을 더 수신하여 하기의 수학식 1을 기초로 상기 사용자 상황의 긴급성을 산출하고, 상기 산출된 긴급성이 특정 기준 긴급도 이상이면 상기 조난 대응의 수행을 결정하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 기기 기반의 해상용 조난 대응 장치.
    [수학식 1]
    e = d2 * n * t
    (여기에서, d는 해당 모션에 관한 동적 변화율을 나타내고, n은 해당 상황 신호의 연속 수신 횟수를 나타내며, t는 해당 상황 신호에 대응되는 조난 유형과 연관된 조난 지수를 나타냄)
  5. 삭제
  6. 삭제
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