KR101949799B1 - SYSTEM FOR MANAGING PROTECTION FACILITY USING mmWAVE RADER SENSOR FOR SENSING BIOLOGICAL SIGNAL - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생체 신호 감지용 밀리미리파 레이더 센서를 활용한 보호 시설 관리 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a protection facility management system utilizing a millimirror radar sensor for detecting a biological signal.
유치장은 법률이 정하는 절차에 따라 구속되거나 신체의 자유를 제한하는 판결 또는 처분을 받은 사람을 수용하기 위한 시설로서, 경찰서 내에 마련되어 있다.A detention center is a facility within the police station to accommodate persons who have been sentenced or dismissed in accordance with procedures established by law or that limit the freedom of the body.
최근에는 유치장에서 사람이 자살하는 일이 발생하여 사회문제로 대두되고 있다. 유치장에서의 자해나 자살은 대부분 유치장 내의 화장실에서 이루어지고 있어 화장실에 CCTV를 설치하도록 함으로써 사람의 행동을 감시하여 사람의 자해나 자살과 같은 돌발 행동을 사전에 방지할 수 있다. In recent years, people have committed suicide in the detention center, and this has become a social problem. Most self-harming or suicide in the detention center is carried out in the restroom, and CCTV is installed in the restroom so that people's behavior can be monitored to prevent unexpected behavior such as self-harm or suicide.
하지만, 화장실 내에 CCTV를 설치하는 것 자체가 사람의 인권을 보장하지 못한다는 지적이 제기될 수 있다. 또한, CCTV를 이용한 사람의 행동 감시 방법은 사람의 움직임만 포착할 뿐 실제 사람의 상태를 확인할 수는 없다.However, it can be pointed out that installing CCTV in the toilet does not guarantee the human rights of the person. In addition, the method of monitoring the behavior of a person using CCTV captures only the movement of a person but can not confirm the actual condition of the person.
또한, 유치장 관리자가 CCTV의 영상을 직접 판독하면서 사람의 행동을 감시해야만 하기 때문에 유치장 내의 돌발 행동을 즉시 발견하지 못하는 경우도 많다.In addition, there are many cases in which the clerk is not able to immediately detect the sudden movements in the lockup because they have to monitor the behavior of the person while reading the CCTV image directly.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보호 시설에 설치된 생체 신호 감지 장치를 이용하여 보호 시설 내에 존재하는 사람의 호흡수 및 심박수의 이상 상태를 감지하고, 호흡수 및 심박수의 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [7] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a bio- To provide unexpected situation information. It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 보호 시설 관리 시스템은 보호 시설에 설치된 적어도 하나의 생체 신호 감지 장치; 상기 보호 시설에 설치된 적어도 하나의 카메라; 및 상기 생체 신호 감지 장치, 상기 카메라를 관리하는 NVR 서버를 포함하고, 상기 생체 신호 감지 장치는 상기 보호 시설의 소정의 영역에 전자파를 송신하고, 상기 보호 시설 내에 존재하는 사람에 의해 반사된 반사 전자파를 수신하는 레이더 센서; 상기 반사 전자파의 데이터로부터 주파수를 추출하고, 상기 주파수의 위상을 전처리하는 위상 전처리부; 상기 주파수에 대하여 스펙트럼 추정을 실시하여 상기 사람의 호흡수 및 심박수를 결정하는 생체 신호 모니터링부; 및 상기 호흡수 및 심박수의 변화에 기초하여 상기 NVR 서버로 상기 호흡수 및 심박수의 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 전송하는 돌발 상황 정보 전송부를 포함할 수 있다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a protection facility management system comprising at least one biological signal detection device installed in a protection facility; At least one camera installed in the protection facility; And an NVR server for managing the camera, wherein the bio-signal sensing device transmits an electromagnetic wave to a predetermined area of the protection facility, and the reflected electromagnetic wave reflected by a person in the protection facility A radar sensor for receiving the radar sensor; A phase preprocessing unit for extracting a frequency from the data of the reflected electromagnetic wave and preprocessing the phase of the frequency; A bio-signal monitoring unit for performing a spectrum estimation on the frequency to determine a respiration rate and a heart rate of the person; And an abrupt situation information transmission unit for transmitting the abrupt situation information including the respiration rate and the heart rate information to the NVR server based on the change of the respiration rate and the heart rate.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 보호 시설에 설치된 생체 신호 감지 장치를 이용하여 보호 시설 내에 존재하는 사람의 호흡수 및 심박수의 이상 상태를 감지하고, 호흡수 및 심박수의 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 제공할 수 있다. According to one of the above-mentioned objects of the present invention, the present invention provides a biological signal detecting apparatus installed in a protection facility, which detects an anomalous state of a human being and a heart rate present in a protection facility, And the like.
또한, 본 발명은 보호 시설에 설치된 생체 신호 감지 장치를 통해 보호 시설 내에 존재하는 사람의 생체 상태를 감시하면서 사생활 보호 및 개인 인권을 지킬 수 있다. In addition, the present invention can protect the privacy of the person and the human rights by monitoring the living state of a person existing in the protection facility through the bio-signal detection device installed in the protection facility.
또한, 본 발명은 보호 시설의 화장실과 같이 카메라 설치가 어려운 장소에 생체 신호 감지 장치를 설치함으로써 해당 장소에서 갑작스럽게 발생한 긴급 상황(자살이나 자해 등)에 대하여 보호 시설의 관리자가 신속하게 대처할 수 있다. In addition, the present invention can quickly respond to emergency situations (such as suicide or self-harm) occurring suddenly at a place by installing a bio-signal detection device in a place where camera installation is difficult, such as a restroom of a protection facility .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 보호 시설 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 생체 신호 감지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 NVR 서버의 블록도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 보호 시설 내의 돌발 상황 정보를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 보호 시설 내에 존재하는 사람의 돌발 상황을 감시하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 보호 시설 내에 존재하는 사람의 돌발 상황을 감시하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a protection facility management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of the biological signal sensing apparatus shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of the NVR server shown in FIG. 1, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are views showing unexpected situation information in a plurality of protection facilities according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow diagram illustrating a method for monitoring an unexpected condition of a person present in a first care facility, in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a flow diagram illustrating a method for monitoring an unexpected condition of a person present in a first care facility, in accordance with an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. In this specification, the term " part " includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized by using both. Further, one unit may be implemented using two or more hardware, or two or more units may be implemented by one hardware.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다. In this specification, some of the operations or functions described as being performed by the terminal or the device may be performed in the server connected to the terminal or the device instead. Similarly, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed on a terminal or device connected to the server.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 보호 시설 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing a protection facility management system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 보호 시설 관리 시스템은 보호 시설(100)에 수감되어 있는 사람들의 돌발 상황을 감지하는 시스템이다. Referring to FIG. 1, the protection facility management system is a system for detecting an unexpected situation of persons confined in the
이러한, 보호 시설 관리 시스템은 적어도 하나의 카메라(110) 및 적어도 하나의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2), 도어 제어기(130) 및 NVR(Network Video Recorder) 서버(140)를 포함할 수 있다.This protection facility management system includes at least one
보호 시설(100)은 신체상, 정신상의 장애 때문에 일상 생활에서 독립적으로 생활할 수 밖에 없는 사람을 수용하여 보호하기 위한 시설일 수 있고, 피의자나 범죄를 저지른 사람들을 구금하는 장소일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 이러한, 보호 시설(100)은 예를 들어, 유치장, 교도소, 구치소, 요양원, 공공시설 등이 포함될 수 있다.A shelter (100) may be a facility for receiving and protecting persons who are forced to live independently in their daily lives due to physical and mental disabilities, and may be a place of detention for those who committed the offense or the offense Do not. The
보호 시설(100)은 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)을 포함하고, 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에는 화장실(102)이 구비되어 있다. 예를 들면, 경찰서에는 복수개의 유치장이 마련되어 있고, 각 유치장에는 화장실이 구비되어 있다. The
복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 각각은 화장실(102) 영역에 해당하는 제 1 영역과 화장실(102) 영역이 제외된 활동 영역에 해당하는 제 2 영역을 포함할 수 있다. Each of the plurality of the protection facilities 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 includes a first area corresponding to the area of the
복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 내부를 촬영하는 적어도 하나의 카메라(110)가 설치되어 있다. 예를 들면, 각 카메라(110)는 제 2 영역의 천장에 설치되어 제 2 영역의 내부 영역 및 제 2 영역의 출입문 영역을 촬영할 수 있다. 이 때, 제 2 영역에 설치된 카메라(110)는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 개수에 대응되게 복수개로 구성될 수 있고, 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 마다 복수의 카메라(110)가 설치될 수도 있다. The plurality of the protection facilities 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 are provided with at least one security camera 100-1, 100-2, 100-3, A
각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 카메라(110)는 촬영된 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 내의 영상을 NVR 서버(140)에게 전송할 수 있다. The
복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 수감된 사람의 생체 신호를 감지하는 적어도 하나의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)가 설치되어 있다. 이 때, 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 마다 복수의 생체 신호 감지 장치가 설치될 수 있다. A plurality of the protection facilities 100-1, 100-2, 100-3 and 100-4 are connected to the protection facilities 100-1, 100-2, 100-3 and 100-4, At least one biological signal sensing device 120-1 or 120-2 for sensing the biological signal is provided. At this time, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 may be provided with a plurality of biological signal sensing apparatuses for each of the protection facilities 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4.
생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 화장실(102) 영역에 해당하는 제 1 영역에 설치되고, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 화장실(102) 영역이 아닌 활동 영역에 해당하는 제 2 영역에 설치될 수 있다. The biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 may include a first biological signal sensing device 120-1 and a second biological signal sensing device 120-2. Here, the first living body signal sensing device 120-1 is installed in a first area corresponding to the area of the
각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 도어 제어기(130)에 의해 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)로의 사람의 입실이 확인되면, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2) 각각이 설치된 영역에서 특정 방향으로 전자파를 송신하고, 반사된 반사 전자파를 통해 사람이 어느 영역에 위치하는지를 판단할 수 있다. The first living body signal sensing device 120-1 and the second living body signal sensing device 120-2 installed in the respective protection facilities 100-1, 100-2, 100-3 and 100-4 are connected to the
또한, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 사람이 위치하는 영역에 기초하여 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 전자파의 송출 주기를 제어할 수 있다. In addition, the first and second bio-signal sensing devices 120-1 and 120-2 may include a first bio-signal sensing device 120-1 and a second bio- The transmission period of the electromagnetic wave of the sensing device 120-2 can be controlled.
예를 들면, 제 1 보호 시설(100-1)에 사람 한 명이 입실한 상태라고 가정하고, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)의 제 1 영역(화장실(102) 영역)에 사람이 위치하고 있음이 감지된 경우, 제 1 영역에 설치된 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 기설정된 주기로 전자파를 송신하고, 사람이 존재하지 않는 제 2 영역(화장실(102) 제외 영역)에 설치된 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 기설정된 주기보다 긴 주기로 전자파를 송신할 수 있다. 이를 통해, 사람이 감지된 영역과 감지되지 않는 영역에 대한 전자파의 송출 주기를 달리 제어함으로써 생체 신호 감지 장치의 구동에 사용되는 에너지를 절약할 수 있다. For example, it is assumed that one person is present in the first protection facility 100-1, and the first living body signal detection device 120-1 detects the first area of the first protection facility 100-1, The first living body signal sensing device 120-1 installed in the first area transmits an electromagnetic wave at a predetermined cycle, and when the person is located in the second area The second living body signal sensing device 120-2 installed in the living room (area excluding the toilet room 102) can transmit electromagnetic waves at a period longer than a predetermined period. Accordingly, the energy used for driving the bio-signal sensing apparatus can be saved by controlling the transmission period of the electromagnetic waves to the human sensed region and the non-sensed region.
이와 반대로, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)의 제 1 영역(화장실(102) 영역)에 들어왔던 사람이 제 2 영역으로 이동하는 것이 감지된 경우, 제 2 영역에 설치된 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 전자파의 주기를 긴 주기에서 기설정된 주기로 변경하여 전자파를 송신하고, 제 1 영역에 설치된 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 전자파의 주기를 길게 변경할 수 있다. On the other hand, when it is detected that the person who has entered the first area (the area of the toilet 102) of the first protection facility 100-1 by the first living body signal detection device 120-1 moves to the second area The second biosignal sensing device 120-2 installed in the second area changes the period of the electromagnetic wave to a predetermined period in a long cycle to transmit the electromagnetic wave and the first biosignal sensing device 120- 1) can change the period of the electromagnetic wave to be long.
이때, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 사람에 의해 반사된 반사 전자파의 측정량에 기초하여 사람이 어느 영역으로 이동하고 있는지를 판단할 수 있다. 만일, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 사람에 의해 반사된 반사 전자파의 측정량이 줄어든다고 판단되면(즉, 제 1 영역에서 제 2 영역으로 이동 중이라고 판단되면) NVR 서버(140)로 사람이 제 2 영역으로 이동 중임을 나타내는 이동 메시지를 전송할 수 있다. 이와 반대로, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 사람에 의해 반사된 반사 전자파의 측정량이 줄어든다고 판단되면(즉, 제 2 영역에서 제 1 영역으로 이동 중이라고 판단되면) NVR 서버(140)로 사람이 제 1 영역으로 이동 중임을 나타내는 이동 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 사람이 위치하는 영역에 기초하여 NVR 서버(140)에 의해 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 구동 여부 및 전자파의 송신 주기가 제어될 수 있다.At this time, the first and second living body signal detecting devices 120-1 and 120-2 judge to which area the person is moving based on the measured amount of the reflected electromagnetic waves reflected by the person . If it is determined that the measured amount of the reflected electromagnetic wave reflected by the human being is reduced (that is, it is determined that the first area is being moved to the second area), the first biological signal sensing apparatus 120-1 It is possible to transmit a movement message indicating that the person is moving to the second area. On the contrary, when the second biological signal sensing device 120-2 determines that the measurement amount of the reflected electromagnetic wave reflected by the person is reduced (i.e., if it is determined that the second area is moving to the first area), the
다른 예를 들면, 제 1 보호 시설(100-1)에 사람 한 명이 입실한 상태라고 가정하고, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)의 제 1 영역(화장실(102) 영역)에 사람이 위치하고 있음이 감지된 경우, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 기설정된 주기로 전자파를 송신하고, 사람이 존재하지 않는 제 2 영역(화장실(102) 제외 영역)에 설치된 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 구동은 NVR 서버(140)에 의해 중지될 수 있다. 만일, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에서 반사 전자파의 측정량에 기초하여 사람이 제 1 영역에서 제 2 영역으로 이동 중임을 감지하면, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 NVR 서버(140)로부터 수신된 구동 메시지를 수신하고, 수신된 구동 메시지에 기초하여 기설정된 주기로 전자파를 송신할 수 있다. 이 때, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)의 가동은 중지될 수 있다. In another example, it is assumed that one person is present in the first protection facility 100-1, and the first living body signal detection device 120-1 detects the first living body signal of the first protection facility 100-1, The first living body signal detecting apparatus 120-1 transmits an electromagnetic wave at a predetermined cycle and a second area where no person is present (the toilet 102 ) Excluded area) may be stopped by the
이와 반대로, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)의 제 2 영역에 사람이 위치하고 있음이 감지된 경우, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)는 기설정된 주기로 전자파를 송신하고, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)의 구동은 NVR 서버(140)에 의해 중지될 수 있다. 만일, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)에서 반사 전자파의 측정량에 기초하여 사람이 제 2 영역에서 제 1 영역으로 이동 중임을 감지하면, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)는 NVR 서버(140)로부터 수신된 구동 메시지를 수신하고, 수신된 구동 메시지에 기초하여 기설정된 주기로 전자파를 송신할 수 있다. 이 때, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 구동은 NVR 서버(140)에 의해 중지될 수 있다. On the contrary, when it is detected by the second living body signal sensing device 120-2 that a person is located in the second area of the first care facility 100-1, the second living body signal sensing device 120-2, And the driving of the first living body signal sensing apparatus 120-1 may be stopped by the
생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 반사된 전자파에 기초하여 사람의 호흡수 및 심박수를 결정할 수 있고, 결정된 사람의 호흡수 및 심박수의 변화에 기초하여 감지된 사람의 생체 신호에 대한 돌발 상황 정보를 생성하여 NVR 서버(140)로 전송할 수 있다. The biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 can determine the respiration rate and the heart rate of a person on the basis of the reflected electromagnetic waves and determine the respiration rate and the heart rate of the person based on the change in the respiration rate and the heart rate of the person And may transmit the unexpected situation information to the
만일, 호흡수 또는 심박수만을 이용하여 사람의 생체 신호를 검출하는 경우, 그 정확도가 비교적 낮다고 알려져 있다. 이에, 본 발명에서는 호흡수 및 심박수 모두를 이용하여 사람의 생체 신호를 검출함으로써, 돌발 상황 정보의 검출에 대한 정확도를 높이고 있다. It is known that the accuracy of human body signals is relatively low when only human respiration or heart rate is detected. Accordingly, in the present invention, by detecting both the respiration rate and the heart rate of a person, the accuracy of detection of the unexpected information is enhanced.
생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에서 감지된 사람의 생체 신호에 대한 돌발 상황 정보를 NVR 서버(140)에게 전송할 수 있다. The biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 send out the unexpected situation information of the human biological signals sensed by the respective protection facilities 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4 to the NVR server 140).
도어 제어기(130)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 출입문의 일측에 설치되어 출입문의 개폐 여부를 감지할 수 있다. 구체적으로, 도어 제어기(130)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 출입을 통제하고, 사람의 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)로의 입실을 모니터링할 수 있다. The
NVR 서버(140)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 적어도 하나의 카메라(110), 적어도 하나의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2) 및 도어 제어기(130)를 관리할 수 있다. The
구체적으로, NVR 서버(140)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 카메라(110)로부터 수신된 영상과, 복수의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)로부터 수신된 사람의 생체 신호에 대한 돌발 상황 정보에 기초하여 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 정보, 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 영상 및 호흡수 및 심박수의 정보를 출력할 수 있다. Specifically, the
또한, NVR 서버(140)는 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 정보, 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 영상 및 호흡수 및 심박수의 정보를 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 전송할 수 있다. In addition, the
이하에서는 도 1의 보호 시설 관리 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the operation of each component of the protection facility management system of FIG. 1 will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)의 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram of the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 레이더 센서(200), 위상 전처리부(210), 생체 신호 모니터링부(220) 및 돌발 상황 정보 전송부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 생체 신호 모니터링부(220)는 호흡수 결정부(222) 및 심박수 결정부(224)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다. 2, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 include a
이하에서는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 중 제 1 보호 시설(100-1) 내에 설치된 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 installed in the first protection facility 100-1 of the plurality of protection facilities 100-1, 100-2, 100-3, I will explain.
레이더 센서(200)는 도어 제어기(130)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)로의 사람의 입실이 모니터링된 경우, 제 1 보호 시설(100-1)의 소정의 영역에 전자파를 송신하고, 제 1 보호 시설(100-1) 내에 존재하는 사람에 의해 반사된 반사 전자파를 수신할 수 있다. 예를 들면, 레이더 센서(200)는 제 1 보호 시설(100-1)의 화장실(102) 영역에 해당하는 제 1 영역 내에서 특정 방향으로 전자파를 송신할 수 있고, 제 1 보호 시설(100-1)의 화장실(102) 영역 이외의 활동 영역에 해당하는 제 2 영역 내에서 특정 방향으로 전자파를 송신할 수 있다. The
이러한, 레이더 센서(200)는 특정 방향으로 전자파를 송신하는 센서로서 예를 들면, 밀리미리파 레이더 센서(mmWave Rader Sensor)를 포함할 수 있다. 밀리미리파 레이더 센서는 61GHz 내지 70GHz 사이의 주파수를 사용하는 센서이다. 61GHz 내지 70GHz 사이의 주파수는 특정 방향으로 전자파를 집중시킬 수 있는 지향성을 갖고 있고, 이러한 지향성의 특성을 갖는 주파수로 구성된 전자파는 외부의 다른 동작에 대하여 영향을 받지 않기 때문에 다중 인체의 생체 감지가 가능할 수 있다. 예를 들면, 밀리미리파 레이더 센서에서 출력된 전자파가 사람 및 사물에 의해 반사된 반사 전자파의 데이터(RSS 값)을 비교하면, 사물 및 사람 각각의 유전율에 따라 사물과 사람이 서로 다른 양의 반사 전자파의 양을 반사하는 것을 관찰할 수 있고, 출력 전자파 대비 반사 전자파에 대한 회귀 분석을 통해, 전자파를 반사한 대상이 사물인지 또는 사람인지를 구별할 수 있다. The
위상 전처리부(210)는 반사 전자파의 데이터로부터 주파수를 추출하고, 추출된 주파수의 위상을 전처리할 수 있다. 여기서, 반사 전자파의 데이터에는 사람의 호흡에 대한 움직임 정보를 포함하는 주파수 영역이 포함될 수 있다. 반사 전자파의 데이터로부터 추출된 주파수에는 지배적인 주파수 피크가 발생하게 되는데 해당 주파수 피크의 빈도가 사람의 호흡률과 관련될 수 있다. The
위상 전처리부(210)는 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform: FFT)을 통해 반사 전자파의 데이터를 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 주파수 영역 중, 기설정된 주파수 범위 내에 해당하는 주파수 영역에서 주파수의 피크값을 검출하고, 검출된 주파수의 피크값을 이용하여 시간에 따른 주파수의 위상 값을 측정할 수 있다. The
구체적으로, 위상 전처리부(210)는 송신된 전자파가 반사되어 돌아올 때, 반사되어 돌아오는 복수의 반사 전자파(예컨대, 직접 들어온 반사 전자파, N 회 반사된 반사 전자파 등)에 대한 데이터를 수집하고, 수집된 복수의 반사 전자파 중 동일한 주파수 대의 데이터만을 획득할 수 있다. Specifically, the
위상 전처리부(210)는 획득된 동일한 주파수 대의 복수의 반사 주파수의 데이터를 고속푸리에변환을 통해 데이터를 주파수 영역으로 변환하고, 변환된 주파수 영역 중, 호흡수 및 심박수와 관련된 주파수를 추출할 수 있다. The
위상 전처리부(210)는 변환된 주파수 영역을 시간 영역으로 변환하여 피크값을 검출하고, 검출된 피크값 간의 거리를 측정하여 사람의 심박에 관한 상관 계수를 산출할 수 있다. The
위상 전처리부(210)는 추출된 주파수에 대하여 위상 언래핑(Phase Unwrapping)을 처리할 수 있다. 예를 들면, 위상 전처리부(210)는 위상 값이 [-π, π] 사이에 있으므로 연속 값 사이의 위상차가 ± π보다 크거나 작은 경우, 위상에서 2π을 더하거나 뺌으로써 위상 언래핑을 처리할 수 있다. The
위상 전처리부(210)는 위상 언래핑이 처리된 위상에 대해 연속 위상 값을 빼는 위상 디퍼런스(Phase Difference)를 처리할 수 있다. 이러한, 위상 디퍼런스의 처리를 통해 사람의 심장 박동 데이터에 대한 정확성을 향상시킬 수 있고, 위상 편차를 제거하는데 도움이 될 수 있다. The
생체 신호 모니터링부(220)는 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에 대하여 스펙트럼 추정을 실시하여 사람의 호흡수 및 심박수를 결정할 수 있다. 여기서, 사람의 심박수 및 호흡수는 [수학식 1] 내지 [수학식 4]를 통해 획득된 데이터를 이용하여 결정될 수 있다. [수학식 1]은 송신되는 주파수에 대한 수식이고, [수학식 2]는 반사 주파수에 대한 수식이고, [수학식 3]은 거리 R일 때 반사 주파수를 필터링한 수식이고, [수학식 4]는 보호 시설 내에 한 사람만 존재하는 경우, 반사 주파수에 대한 수식이다. The
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2]&Quot; (2) "
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, 는 주파수이고, 은 위상이다.here, Is a frequency, Is a phase.
위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에는 노이즈 성분이 포함되어 있다. 이러한 노이즈 성분은 사람의 호흡수 및 심박수 각각과 관련된 주파수의 진폭 움직임에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 노이즈 성분을 제거하기 위해, 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수의 파형을 1초당 20의 세그먼트로 분할하고, 세그먼트 내의 주파수 에너지가 기정의된 임계 값을 초과하면, 호흡수 및 심박수 파형에서 진폭의 크기 변화가 존재하는데 진폭의 크기 변화가 나타난 주파수의 데이터(노이즈 성분)를 제 1 밴드 패스 필터(Bandpass Filter) 및 제 2 밴드 패스 필터를 통해 제거할 수 있다. The frequency at which the phase unwrapping and phase difference are processed includes noise components. This noise component can affect the amplitude movement of the frequency associated with each breathing rate and heart rate of a person. Thus, in order to remove the noise component, the phase unwrapping and phase difference divide the processed frequency waveform into 20 segments per second, and if the frequency energy in the segment exceeds the predefined threshold, The frequency data (noise component) in which the magnitude of the magnitude changes in the presence of a magnitude variation in the waveform can be removed through the first bandpass filter and the second bandpass filter.
위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에서 노이즈 성분이 제거된 주파수의 데이터는 스펙트럼 추정에 의해 심박수 및 호흡수의 주파수 데이터로 분류될 수 있다. 한편, 분리된 심박수 및 호흡수의 주파수 데이터만으로는 각 주파수 데이터에 대한 반사되어 돌아온 횟수를 확인하기 어렵다. 따라서, 분리된 심박수 및 호흡수의 주파수 데이터 각각에서 자기 상관 계수를 산출하여 각 주파수 데이터가 몇번째 반사 주파수인지를 확인할 수 있다. 여기서, 자기 상관 계수는 심박수 및 호흡수의 주파수 데이터 중, 제 1 주파수 데이터에 속하는 주파수 데이터(제 1 반사 주파수)와 제 2 주파수 데이터에 속하는 주파수 데이터(제 2 반사 주파수) 간의 차를 통해 계산될 수 있다. The data of the frequency at which the noise components are removed at the frequency where the phase unwrapping and the phase difference have been processed can be classified into the frequency data of the heart rate and the breath rate by the spectrum estimation. On the other hand, it is difficult to confirm the frequency of reflected data for each frequency data only by the frequency data of the separated heart rate and respiration rate. Accordingly, the autocorrelation coefficient is calculated in each frequency data of the separated heart rate and respiration rate, and it is possible to confirm how many frequency frequencies of the frequency data are reflected. Here, the autocorrelation coefficient is calculated through the difference between the frequency data (first reflection frequency) belonging to the first frequency data and the frequency data (second reflection frequency) belonging to the second frequency data in the frequency data of the heart rate and respiratory rate .
분리된 심박수 및 호흡수의 주파수 데이터에서 자기 상관 계수에 해당하는 주파수 데이터를 이용하여 확률적으로 사람의 호흡수 및 심박수를 결정할 수 있다. The respiration rate and the heart rate of a person can be determined stochastically using frequency data corresponding to the autocorrelation coefficients in the frequency data of the separated heart rate and respiration rate.
구체적으로, 호흡수 결정부(222)는 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에서 제 1 밴드 패스 필터(Bandpass Filter)를 통해 제 1 대역의 주파수를 추출할 수 있다. 여기서, 제 1 밴드 패스 필터는 예를 들면, 직렬 캐스케이드 Bi-Quad IIR 필터일 수 있다. 제 1 대역의 주파수는 예를 들면, 0.1Hz 내지 0.5Hz에 해당하는 주파수 대역에 포함된 주파수일 수 있다. Specifically, the respiration
호흡수 결정부(222)는 고속푸리에변환 및 자기 상관(Auto-Correlation) 함수 중 적어도 하나에 기초하여 스펙트럼 추정을 실시할 수 있다. 예를 들면, 호흡수 결정부(222)는 고속푸리에변환 및 자기 상관 함수 중 적어도 하나를 이용하여 시간 영역 파형의 피크 간 거리를 기반으로 스펙트럼을 추정할 수 있다. Respiration
호흡수 결정부(222)는 추출된 제 1 대역의 주파수에 대한 스펙트럼 추정의 결과에 기초하여 사람의 호흡수를 결정할 수 있다. The breathing
호흡수 결정부(222)는 위상 전처리부(210)에서 추출한 호흡수와 관련된 주파수를 이용하여 주파수 피크에 대한 호흡수의 상관 관계식을 생성하고, 추출한 호흡수와 관련된 주파수에서 기설정된 호흡수 주파수 영역(예컨대, 0.1Hz에서 0.5Hz 사이)에 포함된 주파수의 데이터에 기초하여 사람의 호흡수를 결정할 수 있다. The respiratory
심박수 결정부(224)는 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에서 제 2 밴드 패스 필터를 통해 제 2 대역의 주파수를 추출할 수 있다. 여기서, 제 2 밴드 패스 필터는 예를 들면, 직렬 캐스케이드 Bi-Quad IIR 필터일 수 있다. 제 2 대역의 주파수는 예를 들면, 0.8Hz 내지 4.0Hz에 해당하는 주파수 대역에 포함된 주파수일 수 있다. The heart
심박수 결정부(224)는 추출된 제 2 대역의 주파수에 심박 움직임과 관련된 주파수 피크가 존재하는지 확인하고, 주파수 피크가 존재하는 제 2 대역의 주파수에 대한 스펙트럼을 추정할 수 있다. The heart
심박수 결정부(224)는 주파수 피크가 존재하는 제 2 대역의 주파수에 고속푸리에변환 및 자기 상관 함수 중 적어도 하나를 이용하여 스펙트럼 추정을 실시할 수 있다. 예를 들면, 심박수 결정부(224)는 고속푸리에변환 및 자기 상관 함수 중 적어도 하나를 이용하여 주파수 피크가 존재하는 제 2 대역의 주파수에서 피크 간 거리를 기반으로 스펙트럼을 추정할 수 있다. The
심박수 결정부(224)는 위상 전처리부(210)에서 추출한 심박수와 관련된 주파수를 이용하여 주파수 피크에 대한 심박수의 상관 관계식을 생성하고, 추출한 심박수와 관련된 주파수에서 기설정된 심박수 주파수 영역(예컨대, 0.8Hz에서 4.0Hz 사이)에 포함된 주파수의 데이터에 기초하여 사람의 심박수를 결정할 수 있다. The heart
심박수 결정부(224)는 제 2 대역의 주파수에 대한 스펙트럼 추정의 결과 및 호흡수에 기초하여 사람의 심박수를 결정할 수 있다. 여기서, 사람의 심박수는 자율 호흡수일 때의 심박수와 관련이 있다. 이는 사람이 호흡을 본인 의지로 바꾸지 않으면 호흡수는 심박수와 상관 관계를 갖게 되기 때문이다. The heart
돌발 상황 정보 전송부(230)는 호흡수 및 심박수의 변화에 기초하여 NVR 서버(140)에게 호흡수 및 심박수의 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 전송할 수 있다. The outbreak state
예를 들면, 돌발 상황 정보 전송부(230)는 사람의 호흡수 및 심박수가 기설정된 범위(예컨대, 기설정된 호흡 범위는 분당 10회 내지 12회를 포함하고, 기설정된 심박 범위는 분당 70회 내지 170회를 포함할 수 있다)를 벗어나는 경우, 호흡수의 하한치 및 상한치 정보와 심박수의 하한치 및 상한치 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 NVR 서버(140)에게 전송할 수 있다. For example, the outbreak situation
예를 들면, 사람의 운동 등에 따라 사람의 호흡수 및 심박수가 빨라질 수 있는 경우가 존재하기 때문에 사람의 호흡수 및 심박수가 상한치로 측정된 경우, 돌발 상황 정보 전송부(230)는 기설정된 시간 동안에는 돌발 상황 정보를 NVR 서버(140)로 전송하지 않을 수 있다. 만일, 1분 이내에 급격하게 사람의 호흡수 및 심박수의 변화가 감지된 경우, 돌발 상황 정보 전송부(230)는 돌발 상황 정보를 NVR 서버(140)로 전송할 수 있다. For example, when the respiration rate and the heart rate of a person are increased due to a person's exercise or the like, when the respiration rate and the heart rate of a person are measured as the upper limit value, the unexpected situation
예를 들면, 돌발 상황 정보 전송부(230)는 사람의 호흡수 및 심박수 정보와 함께, 호흡수 및 심박수에 대한 상한치 정보의 지속 시간 정보를 NVR 서버(140)로 전송할 수 있다. For example, the outbreak state
한편, 당업자라면, 레이더 센서(200), 위상 전처리부(210), 생체 신호 모니터링부(220), 호흡수 결정부(222), 심박수 결정부(224) 및 돌발 상황 정보 전송부(230) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다. The person skilled in the art will appreciate that the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 NVR 서버(140)의 블록도이다. 3 is a block diagram of the
도 3을 참조하면, NVR 서버(140)는 제어부(300), 영상 수신부(310), 영상 출력부(320) 및 돌발 상황 정보 수신부(330)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 NVR 서버(140)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 3에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다. 이하에서는 도 4a 내지 4b를 도 3과 함께 설명하기로 한다. Referring to FIG. 3, the
제어부(300)는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 복수의 카메라(110) 및 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)의 구동을 제어할 수 있다. 이 때, 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 각각은 화장실(102) 영역에 해당하는 제 1 영역과 화장실(102) 영역 이외의 활동 영역에 해당하는 제 2 영역을 포함할 수 있다. The
구체적으로, 제어부(300)는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 마다 설치된 각 도어 제어기(130)에 의해 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)로의 사람의 입실이 확인되면, 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 복수의 카메라(110) 및 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)가 구동되도록 카메라(110) 및 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다. Specifically, the
예를 들면, 제 1 보호 시설(100-1)로의 제 1 사람의 입실이 도어 제어기(130)에 의해 확인되면, 제어부(300)는 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 카메라(110), 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)를 구동시킬 수 있다. For example, if the entrance of the first person to the first protection facility 100-1 is confirmed by the
제어부(300)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)로부터 사람이 퇴실한 것인 도어 제어기(130)에 의해 감지되면, 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 카메라(110) 및 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)의 구동을 중지시킬 수 있다. When the
예를 들면, 제 1 보호 시설(100-1)로부터 제 1 사람이 퇴실하면, 제어부(300)는 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 카메라(110), 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 구동을 중지시킬 수 있다. For example, when the first person leaves the first protection facility 100-1, the
제어부(300)는 사람이 위치하는 영역(제 1 영역 또는 제 2 영역)에 기초하여 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1) 및 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)의 구동 여부를 제어할 수 있다. The
예를 들면, 제 1 보호 시설(100-1)에 사람 한 명이 입실한 상태라고 가정하고, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에 의해 제 1 보호 시설(100-1)의 제 1 영역(화장실(102) 영역)에 사람이 위치하고 있음이 감지된 경우, 제어부(300)는 제 1 영역에 설치된 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에게 기설정된 주기로 전자파를 송신하도록 하는 제어 명령을 전송하고, 제 2 영역에 설치된 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)에게 구동을 중지하도록 하는 제어 명령을 전송할 수 있다. For example, it is assumed that one person is present in the first protection facility 100-1, and the first living body signal detection device 120-1 detects the first area of the first protection facility 100-1, (The area of the toilet 102), the
예를 들면, 제어부(300)는 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)로부터 사람이 제 1 영역에서 제 2 영역으로 이동 중임을 나타내는 이동 메시지를 수신한 경우, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)에게 기설정된 주기로 전자파를 송출하도록 하는 구동 메시지를 전송하고, 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에게 구동을 중지하는 메시지를 전송할 수 있다. For example, when the
영상 수신부(310)는 복수의 카메라(110)로부터 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 내의 영상을 수신할 수 있다. The
영상 출력부(320)는 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 내의 영상을 실시간으로 출력할 수 있다. The
예를 들면, 영상 출력부(320)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 내부 영상, 출입문 영역의 영상 등을 실시간으로 출력할 수 있다.For example, the
또한, 영상 출력부(320)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 내부 영상, 출입문 영역의 영상 등을 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 전송할 수 있다. The
영상 출력부(320) 또는 관리자 단말(미도시)의 화면은 도 4a와 같이, 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 카메라(110)의 수에 대응되게 다중 분할되고, 분할된 화면 영역 마다 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에서 촬영된 영상이 출력될 수 있다. The screen of the
예를 들면, 제 1 화면 영역(400)에는 제 1 보호 시설(100-1)의 제 1 카메라에 의해 촬영된 영상이 출력되고, 제 2 화면 영역(402)에는 제 2 보호 시설(100-2)의 제 2 카메라에 의해 촬영된 영상이 출력되고, 제 3 화면 영역(404)에는 제 3 보호 시설(100-3)의 제 3 카메라에 의해 촬영된 영상이 출력되고, 제 4 화면 영역(406)에는 제 4 보호 시설(100-4)의 제 4 카메라에 의해 촬영된 영상이 출력될 수 있다. For example, an image photographed by the first camera of the first protection facility 100-1 is output to the
돌발 상황 정보 수신부(330)는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 설치된 복수의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)로부터 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 존재하는 사람의 돌발 상황 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 돌발 상황 정보는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 존재하는 사람의 호흡수 및 심박수에 대한 수치 정보를 포함할 수 있다. The outbreak situation
영상 출력부(320)는 복수의 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)로부터 수신된 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)에 존재하는 사람의 돌발 상황 정보를 실시간으로 출력할 수 있다. The
예를 들면, 도 4a와 같이, 영상 출력부(320)는 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 영상과 함께, 각 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4)의 제 1 생체 신호 감지 장치(120-1)에서 측정된 사람의 호흡수 및 심박수에 대한 상하한치 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 출력하고, 제 2 생체 신호 감지 장치(120-2)에서 측정된 사람의 호흡수 및 심박수에 대한 수치 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 출력할 수 있다. For example, as shown in FIG. 4A, the
영상 출력부(320)는 돌발 상황 정보에 기초하여 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 정보, 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 영상 및 호흡수 및 심박수의 정보를 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 출력할 수 있다. The
도 4b를 참조하면, 영상 출력부(320)는 복수의 보호 시설(100-1, 100-2, 100-3, 100-4) 중 제 1 보호 시설(100-1)에 존재하는 사람에 대한 돌발 상황 정보로부터 사람의 생체 이상 신호(예컨대, 사람의 호흡수가 기설정된 호흡 범위(분당 10회 내지 12회)를 벗어나거나 사람의 심박수가 기설정된 심박 범위(분당 70회 내지 170회)를 벗어난 경우)가 감지된 경우, 제 1 보호 시설(100-1)의 정보, 제 1 보호 시설(100-1)의 촬영 영상, 사람의 호흡수, 심박수 및 긴박 심박수의 수치 정보를 포함하는 알람 화면(408)을 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 출력할 수 있다. Referring to FIG. 4B, the
한편, 당업자라면, 제어부(300), 영상 수신부(310), 영상 출력부(320) 및 돌발 상황 정보 수신부(330) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 보호 시설(100-1) 내에 존재하는 사람의 돌발 상황을 감시하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of monitoring an unexpected situation of a person present in the first care facility 100-1, according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 NVR 서버(140)는 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 도어 제어기(130)를 통해 제 1 보호 시설(100-1)로의 사람의 입실 및 제 1 보호 시설(100-1)로부터의 사람의 퇴실을 모니터링할 수 있다. 5, in step S501, the
단계 S503에서 NVR 서버(140)는 제 1 보호 시설(100-1)로 사람의 입실이 확인되면, 단계 S505에서 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 카메라(110) 및 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)를 구동시킬 수 있다. In step S503, when the entrance of a human being is confirmed to the first protection facility 100-1, the
단계 S507에서 NVR 서버(140)는 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 카메라(110)로부터 제 1 보호 시설(100-1) 내의 영상을 수신하고, 제 1 보호 시설(100-1) 내의 영상을 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 출력할 수 있다. In step S507, the
단계 S509에서 NVR 서버(140)는 제 1 보호 시설(100-1)에 설치된 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)로부터 사람의 돌발 상황 정보를 수신하고, 돌발 상황 정보에 기초하여 제 1 보호 시설(100-1)의 정보, 영상 및, 사람의 호흡수 및 심박수의 정보를 보호 시설(100)의 관리자 단말(미도시)로 출력할 수 있다. In step S509, the
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S509는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. In the above description, steps S501 to S509 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 보호 시설(100-1) 내에 존재하는 사람의 돌발 상황을 감시하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of monitoring an unexpected condition of a person existing in the first care facility 100-1, according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 단계 S601에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 제 1 보호 시설(100-1)의 소정의 영역에 전파를 송신하고, 제 1 보호 시설(100-1) 내에 존재하는 사람에 의해 반사된 반사 전자파를 수신할 수 있다. 6, in step S601, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 transmit radio waves to a predetermined area of the first care facility 100-1, and transmit the radio waves to the first care facility 100-1 Can receive reflected electromagnetic waves reflected by a person present in the antenna.
단계 S603에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 수신된 반사 전자파의 데이터로부터 주파수를 추출할 수 있다. In step S603, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 can extract frequencies from the received reflected electromagnetic wave data.
단계 S605에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 추출된 주파수에 대하여 위상 언래핑을 처리할 수 있다. In step S605, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 can process phase unwrapping for the extracted frequency.
단계 S607에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 위상 언래핑이 처리된 위상에 위상 디퍼런스를 처리할 수 있다. In step S607, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 can process the phase difference to the phase in which the phase unwrapping has been performed.
단계 S609에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에서 제 1 밴드 패스 필터를 통해 제 1 대역의 주파수를 추출할 수 있다. In step S609, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 can extract the frequency of the first band through the first band pass filter at the frequency at which the phase unwrapping and the phase difference are processed.
단계 S611에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 추출된 제 1 대역의 주파수에 대해 스펙트럼 추정을 실시하여 사람의 호흡수를 결정할 수 있다. In step S611, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 can perform a spectrum estimation on the frequency of the extracted first band to determine the number of breaths of a person.
단계 S613에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 위상 언래핑 및 위상 디퍼런스가 처리된 주파수에서 제 2 밴드 패스 필터를 통해 제 2 대역의 주파수를 추출할 수 있다. In step S613, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 may extract the frequency of the second band through the second band-pass filter at the frequency at which the phase unwrapping and the phase difference are processed.
단계 S615에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 추출된 제 2 대역의 주파수에 대해 스펙트럼 추정을 실시할 수 있다. In step S615, the biological signal sensing devices 120-1 and 120-2 can perform spectrum estimation on the extracted frequency of the second band.
단계 S617에서 생체 신호 감지 장치(120-1, 120-2)는 결정된 사람의 호흡수 및 제 2 대역의 주파수에 대한 스펙트럼 추정의 결과에 기초하여 사람의 심박수를 결정할 수 있다. In step S617, the biological signal sensing apparatuses 120-1 and 120-2 can determine the human heart rate based on the result of the spectrum estimation on the respiration rate of the determined person and the frequency of the second band.
상술한 설명에서, 단계 S601 내지 S617은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. In the above description, steps S601 to S617 may be further divided into further steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer readable medium may include both computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. .
100: 보호 시설
110: 카메라
120-1, 120-2: 생체 신호 감지 장치
130: 도어 제어부
140: NVR 서버
200: 레이더 센서
210: 위상 전처리부
220: 생체 신호 모니터링부
222: 호흡수 결정부
224: 심박수 결정부
230: 돌발 상황 정보 전송부
300: 제어부
310: 영상 수신부
320: 영상 출력부
330: 돌발 상황 정보 수신부100: Protective Facility
110: camera
120-1, 120-2: biological signal detection device
130: Door control unit
140: NVR server
200: Radar sensor
210: Phase preprocessing section
220: biological signal monitoring unit
222: Respiration number determination unit
224: heart rate determining unit
230: an unexpected situation information transmission unit
300:
310:
320:
330:
Claims (15)
보호 시설에 설치된 복수의 생체 신호 감지 장치;
상기 보호 시설에 설치된 복수의 카메라; 및
상기 복수의 생체 신호 감지 장치, 상기 복수의 카메라를 관리하는 NVR(Network Video Recorder) 서버
를 포함하고,
상기 복수의 생체 신호 감지 장치는,
상기 보호 시설의 소정의 영역에 전자파를 송신하고, 상기 보호 시설 내에 존재하는 사람에 의해 반사된 반사 전자파를 수신하는 레이더 센서(Rader Sensor);
상기 반사 전자파의 데이터로부터 주파수를 추출하고, 상기 주파수의 위상을 전처리하는 위상 전처리부;
상기 주파수에 대하여 스펙트럼 추정을 실시하여 상기 사람의 호흡수 및 심박수를 결정하는 생체 신호 모니터링부; 및
상기 호흡수 및 심박수의 변화에 기초하여 상기 NVR 서버로 상기 호흡수 및 심박수의 정보를 포함하는 돌발 상황 정보를 전송하는 돌발 상황 정보 전송부
를 포함하되,
상기 NVR 서버는 상기 복수의 카메라 및 상기 복수의 생체 신호 감지 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 사람이 상기 보호 시설로의 입실이 확인된 이후에 상기 복수의 카메라 및 상기 복수의 생체 신호 감지 장치가 구동되도록 상기 복수의 카메라 및 상기 복수의 생체 신호 감지 장치를 제어하고,
상기 생체 신호 모니터링부는 제 1 밴드 패스 필터(Bandpass Filter)를 통해 제 1 대역의 주파수를 추출하고, 상기 제 1 대역의 주파수에 대하여 스펙트럼 추정을 실시하여 상기 사람의 호흡수를 결정하는 호흡수 결정부; 및
제 2 밴드 패스 필터를 통해 제 2 대역의 주파수를 추출하고, 상기 제 2 대역의 주파수에 대하여 스펙트럼 추정을 실시하고, 상기 제 2 대역의 주파수에 대한 스펙트럼 추정의 결과 및 상기 호흡수에 기초하여 상기 사람의 심박수를 결정하는 심박수 결정부를 포함하고,
상기 호흡수 결정부 및 상기 심박수 결정부는 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform: FFT) 및 자기 상관(Auto-Correlation) 함수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 스펙트럼 추정을 실시하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
In a protected facility management system,
A plurality of biological signal detection devices installed in a protection facility;
A plurality of cameras installed in the protection facility; And
A plurality of biological signal sensing devices, an NVR (Network Video Recorder) server managing the plurality of cameras,
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of bio-signal sensing devices comprise:
A radar sensor that transmits electromagnetic waves to a predetermined area of the protection facility and receives reflected electromagnetic waves reflected by a person in the protection facility;
A phase preprocessing unit for extracting a frequency from the data of the reflected electromagnetic wave and preprocessing the phase of the frequency;
A bio-signal monitoring unit for performing a spectrum estimation on the frequency to determine a respiration rate and a heart rate of the person; And
And an abrupt situation information transmission unit for transmitting the abrupt situation information including the respiration rate and the heart rate information to the NVR server based on the change of the respiration rate and the heart rate,
, ≪ / RTI &
Wherein the NVR server includes a controller for controlling driving of the plurality of cameras and the plurality of bio-signal sensing devices,
Wherein the control unit controls the plurality of cameras and the plurality of vital sign sensing devices so that the plurality of cameras and the plurality of vital sign sensing devices are driven after the person is confirmed to be in the protective facility,
The bio-signal monitoring unit may include a respiration number determination unit for extracting a frequency of a first band through a first band pass filter, performing a spectrum estimation on the frequency of the first band, ; And
A second band pass filter for extracting a frequency of a second band, performing a spectrum estimation on the frequency of the second band, performing a spectrum estimation on the frequency of the second band, A heart rate determining unit for determining a heart rate of a person,
Wherein the respiratory rate determining unit and the heart rate determining unit perform the spectral estimation based on at least one of a Fast Fourier Transform (FFT) and an Auto-Correlation function.
상기 NVR 서버는,
상기 복수의 카메라로부터 상기 복수의 보호 시설 내의 영상을 수신하는 영상 수신부; 및
상기 복수의 보호 시설 내의 영상을 출력하는 영상 출력부
를 포함하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
The NVR server,
An image receiving unit for receiving images from the plurality of cameras in the plurality of protection facilities; And
And a video output unit
The protection facility management system.
상기 NVR 서버는,
상기 복수의 생체 신호 감지 장치로부터 상기 돌발 상황 정보를 수신하는 돌발 상황 정보 수신부
를 더 포함하고,
상기 영상 출력부는 상기 돌발 상황 정보에 기초하여 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 정보, 상기 돌발 상황이 발생한 보호 시설의 영상 및 상기 호흡수 및 심박수의 정보를 출력하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method of claim 3,
The NVR server,
An abrupt situation information receiver for receiving the abrupt situation information from the plurality of bio-
Further comprising:
Wherein the image output unit outputs information of the protection facility where an unexpected situation occurred, information of the protection facility where the unexpected situation occurred, information of the respiratory rate and heart rate based on the unexpected situation information.
상기 보호 시설은 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고,
상기 복수의 생체 신호 감지 장치는 제 1 생체 신호 감지 장치 및 제 2 생체 신호 감지 장치를 포함하고,
상기 제 1 영역에 상기 제 1 생체 신호 감지 장치가 설치되고, 상기 제 2 영역에 상기 제 2 생체 신호 감지 장치가 설치되는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the protection facility comprises a first zone and a second zone,
Wherein the plurality of bio-signal sensing devices include a first bio-signal sensing device and a second bio-signal sensing device,
Wherein the first area is provided with the first living body signal sensing device and the second area is provided with the second living body signal sensing device.
상기 레이더 센서는 밀리미리파 레이더 센서(mmWave Rader Sensor)인 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the radar sensor is a millimeter wave radar sensor.
상기 밀리미리파 레이더 센서는 61GHz 내지 70GHz 사이의 주파수를 사용하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the millimeter wave radar sensor uses frequencies between 61 GHz and 70 GHz.
상기 보호 시설의 출입을 통제하고, 상기 사람의 상기 보호 시설로의 입실을 모니터링하는 도어 제어부
를 더 포함하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
A door control unit for controlling entry / exit of the protection facility and monitoring the entrance of the person into the protection facility;
Further comprising: a protection system management system for managing the protected facility management system.
상기 위상 전처리부는 상기 주파수에 대하여 위상 언래핑(Phase Unwrapping)을 처리하고, 상기 위상 언래핑이 처리된 위상에 대해 연속 위상 값을 빼는 위상 디퍼런스(Phase Difference)를 처리하는 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the phase preprocessing unit processes phase unwrapping for the frequency and processes the phase difference that subtracts a continuous phase value for the phase in which the phase unwrapping is processed. system.
상기 제 1 대역의 주파수는 0.1Hz 내지 0.5Hz 인 것인, 보호 시설 관리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the frequency of the first band is 0.1 Hz to 0.5 Hz.
상기 제 2 대역의 주파수는 0.8Hz 내지 4.0Hz 인 것인, 보호 시설 관리 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the frequency of the second band is 0.8 Hz to 4.0 Hz.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180093907A KR101949799B1 (en) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | SYSTEM FOR MANAGING PROTECTION FACILITY USING mmWAVE RADER SENSOR FOR SENSING BIOLOGICAL SIGNAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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