KR102051761B1

KR102051761B1 - 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모

Info

Publication number: KR102051761B1
Application number: KR1020180151597A
Authority: KR
Inventors: 오기준; 이홍선; 조재현; 서희재; 이재원; 염근혁
Original assignee: 부산대학교 산학협력단
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-12-03

Abstract

본 발명은 사용자 안전모에 관한 것으로, 사용자의 졸음 상태, 긴급 상황 등을 파악하고 올바른 안전모 착용을 유도하여 사용자의 안전을 유지할 수 있도록 마련된 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모에 관한 것이다.
본 발명인 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모는 헬멧 형으로 마련되어 사용자의 머리를 보호하는 보호구(302)와 상기 보호구(302)에서 연장되어 상기 보호구(302)를 상기 사용자의 머리에 고정하도록 턱끈(303)이 마련된 헤드부(300); 상기 사용자의 작업환경을 확인하는 센서가 연결되고 상기 헤드부(300)에 장착되는 보조모듈(100); 상기 헤드부(300)의 상단 중앙에서 사면으로 상기 헤드부(300)를 결속하는 헤드부결속장치(200); 관리자가 상기 사용자의 작업환경을 관리하고 상기 센서로부터 데이터를 수신 받아 출력하는 관리자프로그램(611)이 마련된 서버부(600); 상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하는 카메라부(510)가 마련되고, 상기 카메라부(510), 보조모듈(100) 및 서버부(600)와의 데이터를 송수신하되, 상기 카메라부(510)와 보조모듈(100)에서 수신 받은 데이터를 상기 서버부(600)가 수신받기 용이한 형태로 변환하는 주모듈(500); 상기 헤드부결속장치(200)에 상기 보조모듈(100)과 주모듈(500)을 장착할 수 있도록 상기 헤드부결속장치(200)의 수직방향으로 마련된 모듈결속장치(400); 상기 카메라부(510)와 상기 주모듈(500)을 연결하고, 상기 센서와 회로구(702)를 연결하는 연결부(700);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모{DETACHABLE HELMET MODULE FOR WORKER SAFETY MANAGEMENT}

본 발명은 사용자 안전모에 관한 것으로, 사용자의 졸음 상태, 긴급 상황 등을 파악하고 올바른 안전모 착용을 유도하여 사용자의 안전을 유지할 수 있도록 마련된 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모에 관한 것이다.

반도체 기술이 점점 발전함에 따라 원래 거대한 컴퓨터(이하 모듈)가 처리해야 했던 일도 손바닥보다도 작은 크기의 모듈로 처리가능하게 되었다. 이에 따라, 기존의 물리적인 충격만을 보호하던 안전모에도 소형 컴퓨터가 도입되어 다양한 기능을 할 수 있도록 만들어지게 되었다. 이러한 안전모에 장착되는 컴퓨터는 『대한민국 등록 특허 10-1449918』과 같이 결속된 형태로 나타났다가 최근 들어 『대한민국 등록 특허 10-1884536』과 같이 분리 가능한 모듈로 나타나게 되었다.

그리고 대부분의 이러한 모듈들은 각종 센서를 통해 현장 환경 분석 및 사용자 위치 확인을 하고, 카메라를 통해 작업 환경에 대한 녹화를 진행을 한다. 또한, 사용자가 착용 중인가를 확인을 위해서 『세계지식재산권기구 국제사무국(이하 WIPO) 등록 특허 WO 2016/182116 A1』처럼 턱끈(303)의 연결 상태를 점검하여 확인을 하도록 한다.

하지만 종래 기술들의 문제점에 관해서 분석을 하면, 『대한민국 등록 특허 10-1449918』의 <도 1>을 참고하면 안전모에 헤드램프가 볼트(301a)로 고정되어 있음을 알 수 있다. 이 경우 헤드램프의 높이에 있는 물체에 부딪히는 경우 큰 부상을 입을 수 있다. 그리고 『대한민국 등록 특허 10-1884536』의 경우 사용자의 안전보다는 관리자의 작업환경 분석 및 효율적인 업무 진행을 목적으로 하는 문제가 있으며, 『WIPO 등록 특허 WO 2016/182116 A1』의 경우 턱끈(303) 착용 감지센서를 통해 턱끈(303)의 착용 여부를 확인을 하나 만약 사용자가 부정한 방법을 통해서 턱끈(303)을 연결 시켰을 때, 이를 판단하는 기준이 명확하지 않다. 마지막으로 『대한민국 등록 특허 10-1725144』의 경우에는 안전모 내피에 장착하는 형태로 제작이 되어 있는 데, 만약 회로 과열이 일어나는 경우에 사용자는 심각한 화상을 입을 수 있다.

이렇듯 종래의 안전모들은 사용자의 안전보다는 작업 환경이 중시되고 발생할 수 있는 문제 사항이 다수 존재한다.

대한민국 등록 특허 10-1449918 대한민국 등록 특허 10-1884536 WIPO 등록 특허 WO 2016/182116 A1

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용자의 작업환경과 안전을 확인할 수 있도록 마련된 사용자 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 휴대가 용이하고 사용자의 안전모에 탈착이 가능하여 필요시에 사용 가능한 안전관리용 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 부정한 방법을 통해서 턱끈(303)을 연결 시켰을 때에도 이를 확인하여 사용자의 안전을 확인할 수 있도록 마련된 안전모를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모는 헬멧 형으로 마련되어 사용자의 머리를 보호하는 보호구(302)와 상기 보호구(302)에서 연장되어 상기 보호구(302)를 상기 사용자의 머리에 고정하도록 턱끈(303)이 마련된 헤드부(300);

상기 사용자의 작업환경을 확인하는 센서가 연결되고 상기 헤드부(300)에 장착되는 보조모듈(100);

상기 헤드부(300)의 상단 중앙에서 사면으로 상기 헤드부(300)를 결속하는 헤드부결속장치(200);

관리자가 상기 사용자의 작업환경을 관리하고 상기 센서로부터 데이터를 수신 받아 출력하는 관리자프로그램(611)이 마련된 서버부(600);

상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하는 카메라부(510)가 마련되고, 상기 카메라부(510), 보조모듈(100) 및 서버부(600)와의 데이터를 송수신하되, 상기 카메라부(510)와 보조모듈(100)에서 수신 받은 데이터를 상기 서버부(600)가 수신받기 용이한 형태로 변환하는 주모듈(500);

상기 헤드부결속장치(200)에 상기 보조모듈(100)과 주모듈(500)을 장착할 수 있도록 상기 헤드부결속장치(200)의 수직방향으로 마련된 모듈결속장치(400);

상기 카메라부(510)와 상기 주모듈(500)을 연결하고, 상기 센서와 회로구(702)를 연결하는 연결부(700);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라부(510)는 상기 사용자 안구의 눈 깜빡임 횟수를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서버부(600)는 IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축하는 제6-1단계;

상기 데이터베이스부(621)에 접속하는 제6-2단계;

상기 데이터베이스부(621)에 접속한 경우 스레드를 두 개로 분기시키는 제6-3단계;

상기 두 개로 분기된 스레드 중 하나는 출력허가스레드로,

타이머를 생성하는 제6-4단계;

큐의 모든 데이터를 상기 데이터베이스부(621)에 입력하는 제6-5단계;

상기 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간 미만인 경우 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과할 때까지 유지하고, 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과하는 경우 상기 타이머를 초기화하는 제6-6단계;로 구성되고,

상기 두 개로 분기된 스레드 중 다른 하나는 모듈담당스레드로,

상기 주모듈(500)로부터 데이터를 수신하는 제6-4단계;

상기 큐에 상기 모듈담당스레드가 수행한 제6-4단계의 데이터를 저장한 후 상기 주모듈(500)로부터 새로운 데이터 수신을 대기하는 제6-5단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주모듈(500)은 IP(인자1) 및 PORT(인자2)를 생성하는 제5-1단계;

data.xml 데이터 구조를 이용하여 계정을 생성하는 제5-2단계;

IP:PORT 서버에 접속을 요청하는 제5-3단계;

상기 서버에 접속된 후 유효한 계정 값인지 여부를 판단하는 제5-4단계;

상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 통신을 실시하는 제5-5단계;

상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 상기 카메라부(510)와 연결 여부를 판단하는 제5-6단계;

상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 받는 제5-7단계;

상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부를 판단하는 제5-8단계;

상기 보조모듈(100)에서 수신된 데이터와 상기 사용자의 졸음 여부를 판단한 데이터를 분석 및 처리하는 제5-9단계;

상기 제5-9단계에서 분석 및 처리한 데이터를 규격화하여 TCP/IP로 상기 서버부(600)에 송신하는 제5-10단계;에 의해 실시되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조모듈(100)은 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 준비하는 제1-1단계;

상기 센서와 상기 센서 포트를 개방하는 제1-2단계;

상기 턱끈(303)의 출력포트에서 전류 출력을 시작하는 제1-3단계;

직렬 통신 타이머의 작동을 시작하는 제1-4단계;

상기 센서 포트에서 결과 데이터를 수신 받는 제1-5단계;

상기 직렬 통신 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간값의 초과 여부를 판단하는 제1-6단계;

상기 기설정된 시간값 미만인 경우 알람 생성 여부를 판단하고, 상기 기설정된 시간값을 초과하는 경우 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 실시한 후 알람 생성 여부를 판단하는 제1-7단계;

상기 알람 생성 여부 판단 후 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료하는 제1-8단계;

상기 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료 후 상기 제1-5단계를 재실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명에 따른 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모는 사용자의 작업환경과 안전을 확인할 수 있도록 마련된 사용자 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 휴대가 용이하고 사용자의 안전모에 탈착이 가능하여 필요시에 사용 가능한 안전관리용 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 안전관리용 모듈은 사용자가 원하는 위치에 상기 안전관리용 모듈을 장착할 수 있도록 마련하여 사용자 개개인에 맞는 장착이 가능하도록 마련되고, 낙하물에 의해 상기 안전관리용 모듈이 충격이 발생한 경우에도 상기 안전관리용 모듈이 분리되어 있어 사용자가 해당 충격을 받는 상황을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용된 카메라는 정면이 아니라 사용자와 마주보도록 마련되어 사용자의 눈 깜빡임을 측정하고 졸음 상태와 같은 피로 상태를 빠르게 확인할 수 있도록 마련되어 사용자의 안전을 바로 확인할 수 있는 안전모를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 부정한 방법을 통해서 턱끈(303)을 연결 시켰을 때에도 이를 확인하여 사용자가 올바른 방법으로 안전모를 착용할 수 있도록 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모를 나타낸 도면이다.
도 2는 보조모듈(100)을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 헤드부결속장치(200)을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 헤드부(300)에 헤드부결속장치(200)을 장착한 도면이다.
도 5는 모듈결속장치(400)를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6는 주모듈(500)을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 카메라부(510) 설치방법의 일실시예로 카메라부(510)를 눈과 수평방향으로 설치한 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 카메라부(510) 설치방법의 또 다른 일실시예로 카메라부(510)를 눈과 수직 방향으로 설치한 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 서버부(600)를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명인 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모를 착용한 사진이다.
도 11은 사용자가 작업 중 조는 경우 서버부(600)에서 관리자가 확인하는 모습을 나타낸 사진이다.
도 12는 사용자가 작업 중 턱끈(303)을 분리하는 경우 서버부(600)에서 관리자가 확인하는 모습을 나타낸 사진이다.
도 13은 서버부(600)에서 관리자 프로그램으로 확인하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 14는 주모듈(500)의 시스템 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 15는 주모듈(500)의 규격화된 데이터의 양식을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15의 규격화된 데이터 양식을 이용한 주모듈(500)의 예제 데이터이다.
도 17은 주모듈(500) 계정 데이터 형식 및 사용을 나타낸 도면이다.
도 18은 주모듈(500)이 이미지를 인식하는 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 19는 보조모듈(100)의 시스템 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 20은 보조모듈(100)의 센서 데이터의 양식을 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20의 센서 데이터의 양식을 이용한 보조모듈(100)의 예제 데이터이다.
도 22는 서버부(600)의 시스템 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 23은 서버부(600)의 시스템 데이터 규칙을 나타낸 도면이다.
도 24는 관리자프로그램(611)의 시스템 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 25는 도 24를 이용하여 문서 자동화 기능을 이용한 일실시예이다.
도 26은 데이터베이스부(621)의 테이블 구성도를 나타낸 도면이다.
도 27은 서버부(600)와 주모듈(500) 및 관리자프로그램(611)간 통신 모형을 나타낸 도면이다.
도 28은 결속보조부(420)를 이용하여 주모듈(500) 및 보조모듈(100)과 모듈부밴드(401)의 결합한 모습을 나타낸 도면이다.
도 29는 모듈부밴드(401)와 주모듈(500) 및 보조모듈(100)을 결합하는 단계 (1) 및 단계 (2)를 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 구성은 도 1 을 통해 확인할 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모의 측면도를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 안전모는 크게 보조모듈(100), 헤드부결속장치(200), 헤드부(300), 모듈결속장치(400), 주모듈(500), 서버부(600) 및 연결부(700)로 구성된다.

먼저, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 헤드부(300)는 헬멧 형으로 마련되어 사용자의 머리를 보호하는 보호구(302)와 상기 보호구(302)에서 연장되어 상기 보호구(302)를 상기 사용자의 머리에 고정하도록 턱끈(303)이 마련된다.

또한, 상기 헤드부(300)는 상기 보조모듈(100) 및 주모듈(500)을 상기 헤드부(300)에 장착하는 상기 헤드부결속장치(200)을 결속하도록 볼트부(301)를 마련한다. 일실시예로 볼트(301a) 및 너트(301b)로 상기 헤드부결속장치(200)을 결속한다.

다음으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 보조모듈(100)은 상기 사용자의 작업환경을 확인하는 센서가 연결되고 상기 헤드부(300)에 장착된다. 상기 센서는 다양하게 구성될 수 있으나, 일실시예로 상기 사용자가 작업하는 공간의 온도, 습도, 상기 턱끈(303)의 연결상태 등 관리자에 의해 설정된 센서에 의해 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 보조모듈(100)은 센서부(110), 리셋버튼(120) 및 USB충전부(130)로 구성된다.

상기 센서부(110)는 다양한 센서가 연결될 수 있도록 세 개의 홈을 가지는데, 상기 센서 및 상기 보조모듈(100)이 동작할 수 있도록 적절한 전압을 인가하는 센서출력부(111)와 상기 센서가 접지되는 센서접지부(112) 및 상기 센서로부터 센싱된 데이터가 입력되는 센서입력부(113)로 구성된다.

상기 리셋버튼(120)은 상기 센서의 인식 오류가 생겼을 때 오류를 복구할 수 있도록 리셋하는 역할을 한다.

상기 USB충전부(130)는 상기 보조모듈(100)이 상기 주모듈(500)과 USB(501)를 통해 충전할 수 있도록 마련된다.

상기 센서에 의해 측정된 데이터를 수신받기 위해, 상기 보조모듈(100)의 시스템은 도 19에 나타난 바와 같이, 먼저 제1-1단계(S101)에서 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 준비한다. 제1-2단계(S102)는 상기 센서와 상기 센서 포트를 개방한다. 제1-3단계(S103)는 상기 턱끈(303)의 출력포트에서 전류 출력을 시작한다. 제1-4단계(S104)는 직렬 통신 타이머의 작동을 시작한다. 제1-5단계(S105)는 상기 센서 포트에서 결과 데이터를 수신 받는다. 제1-6단계(S106)는 상기 직렬 통신 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간값의 초과 여부를 판단한다. 제1-7단계(S107)는 상기 기설정된 시간값 미만인 경우 알람 생성 여부를 판단하고, 상기 기설정된 시간값을 초과하는 경우 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 실시한 후 알람 생성 여부를 판단한다. 제1-8단계(S108)는 상기 알람 생성 여부 판단 후 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료한다. 다음으로 상기 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료 후 상기 제1-5단계(S105)를 재실시한다.

상기 보조모듈(100)은 상기 주모듈(500)이 카메라부(510)의 연산으로 인해 많은 자원을 소비하므로 상기 주모듈(500)을 보조하여 여러 센서를 따로 처리할 수 잇도록 만든 장치이다. 상기 보조모듈(100)은 상기 센서의 센서값을 받기도 하지만 상기 주모듈(500)로부터 데이터를 받음에 따라서 출력을 하기도 한다. 이를 위해 상기 직렬 통신 타이머를 설정하고 보내는데 상기 타이머를 설정하지 않고 상기 데이터를 보내는 경우 상기 주모듈(500)로 너무 많은 데이터가 집중되므로 오류의 발생을 방지할 수 있다.

도 20은 상기 보조모듈(100)에서 상기 센서로부터 데이터를 수신받을 때의 양식을 나타낸 것으로, 항목은 크게 센서데이터 및 데이터길이로 구성된다. 상기 센서데이터는 상기 센서데이터의 집합이며 문자열 형태로 구성되고, 상기 데이터길이는 상기 센서데이터의 문자 길이이며 문자열 형태로 구성된다. 도 20은 상기 센서로부터 데이터를 수신 받은 일실시예를 나타내었다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 헤드부결속장치(200)은 상기 헤드부(300)의 상단 중앙에서 사면으로 상기 헤드부(300)를 결속한다.

보다 구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 헤드부결속장치(200)은 두 개의 끈이 엑스(X) 형태로 수직 교차되도록 마련되고, 상기 두 개 끈의 교차점(202)에서 각 끈의 가장자리의 중심점에 홈부가 마련되어 제1볼트홈부(201a), 제2볼트홈부(201b), 제3볼트홈부(201c) 및 제4볼트홈부(201d)를 마련한다. 상기 제1볼트홈부(201a) 내지 제4볼트홈부(201d)에는 상기 볼트부(301)가 삽입되면서 상기 헤드부(300)와 상기 헤드부결속장치(200)을 결속한다. 일실시예로, 상기 제1볼트홈부(201a)는 시계방향으로 45˚, 상기 제2볼트홈부(201b)는 135˚, 상기 제3볼트홈부(201c)는 225˚, 상기 제4볼트홈부(201d)는 315˚로 마련될 수 있다.

상기 각 끈의 가장자리는 상기 헤드부(300)에 고정될 수 있도록 클립부를 마련하고 고정클립을 이용하여 고정시킨다. 상기 클립부는 상기 볼트(301a)홈부와 마찬가지로 제1클립부(203a), 제2클립부(203b), 제3클립부(203c) 및 제4클립부(203d)로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 헤드부결속장치(200)이 상기 헤드부(300)의 사면으로 상기 클립부에 의해 고르게 결속되어야 상기 모듈결속장치(400)를 상기 헤드부결속장치(200)의 수직방향으로 결속시킬 수 있고 상기 모듈결속장치(400)에 의해 결속되는 상기 주모듈(500) 및 보조모듈(100)이 상기 헤드부(300)에 용이하게 연결시킬 수가 있다. 이를 통해 상기 사용자는 원하는 방향에 상기 주모듈(500) 및 보조모듈(100)을 부착하고 사용자 개인의 무게 중심에 맞게 편리하게 결착될 수 있다. 또한, 상기 헤드부결속장치(200) 및 모듈결속장치(400)는 일정량 이상의 힘을 받은 경우 상기 주모듈(500) 및 보조모듈(100)이 전체적으로 탈착될 수 있게 마련되어 상기 주모듈(500) 및 보조모듈(100)의 결속으로 인한 사용자의 피해를 최소화 하도록 한다.

다음으로, 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 서버부(600)는 관리자가 상기 사용자의 작업환경을 관리하고 상기 센서로부터 데이터를 수신 받아 출력하는 관리자프로그램(611)이 마련된다.

보다 구체적으로, 상기 서버부(600)는 상기 센서로부터 수신받은 데이터를 저장하는 데이터베이스부(621)와 상기 센서가 작동하고 있는지 확인하고 상기 센서로부터 수신 받은 데이터들이 정상적인지를 판단하고 상기 데이터베이스부(621)에 상기 값을 입력하는 실행부(622)로 구성되는 관리자서버(620)와 상기 데이터베이스부(621)에 저장된 값을 송수신 받는 관리자모듈(610)로 구성된다. 상기 관리자모듈(610)은 상기 데이터베이스부(621)에서 송수신 받은 데이터를 상기 관리자가 프로그램으로 가져와서 상기 사용자들의 데이터를 상기 관리자가 명시적으로 확인할 수 있는 관리자프로그램(611)과 상기 관리자의 판단하에 상기 데이터베이스부(621)에 상기 데이터를 보내어 상기 관리자에 의해 지정된 비상 상황에서 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 관리자알람부(612)로 구성된다.

도 22에 나타난 바와 같이, 상기 서버부(600)의 시스템 흐름도는, 제6-1단계(S601)는 먼저 IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축한다. 제6-2단계(S602)는 상기 데이터베이스부(621)에 접속한다. 제6-3단계(S601)는 상기 데이터베이스부(621)에 접속한 경우 스레드를 두 개로 분기시킨다.

먼저 상기 두 개로 분기된 스레드 중 하나가 출력허가스레드인 경우의 제6-4단계(S604a)는 타이머를 생성하고, 제6-5단계(S605a)는 큐의 모든 데이터를 상기 데이터베이스부(621)에 입력하며, 제6-6단계(S606a)는 상기 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간 미만인 경우 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과할 때까지 유지하고, 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과하는 경우 상기 타이머를 초기화한다.

다음으로 상기 두 개로 분기된 스레드 중 다른 하나가 모듈담당스레드인 경우의 제6-4단계(S604b)는 상기 주모듈(500)로부터 데이터를 수신하고, 제6-5단계(S605b)는 상기 큐에 상기 모듈담당스레드가 수행한 제6-4단계(S604b)의 데이터를 저장한 후 상기 주모듈(500)로부터 새로운 데이터 수신을 대기하는 것으로 구성된다.

상기 서버부(600)의 시스템 데이터 생성 규칙은, 도 23에 나타난 바와 같이, IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축하고, 상기 서버 구축에 의해 상기 데이터베이스부(621)에 접속하면 스레드를 두 개로 분기시키며, 상기 스레드 중 하나는 상기 주모듈(500)에서 수신된 데이터를 상기 큐에 저장하는 모듈담당스레드이고, 다른 하나는 상기 모듈담당스레드에 의해 상기 큐에 저장된 데이터의 출력을 허가하여 상기 데이터베이스부(621)에 주기적으로 입력하는 출력허가스레드인 것을 특징으로 한다.

도 24는 상기 관리자프로그램(611)의 시스템 흐름도를 나타내었다. 상기 관리자프로그램(611)은 크로스 플랫폼을 지원하는 응용프로그램으로 첫 실행시 로그인 창이 뜬다. 상기 로그인 창에서 회원가입과 로그인 중에 고를 수 있다. 상기 회원가입에서는 회원가입을 위한 절차가 진행되고 상기 로그인 창에서는 로그인이 진행된다. 상기 로그인이 되면 전체 직원의 현황을 볼 수 있으며 상태창을 활용해서 검색, 보고서 출력, 클립보드 복사를 할 수 있다. 특히, 상기 상태창에는 문서 자동화 기능이 있다. 상기 문서 자동화 기능을 이용하여 엑셀과 같은 프로그램에 그대로 붙여넣은 표이다.

도 26은 상기 데이터베이스부(621)의 테이블 구성도로, Management System 테이블이다. 상기 Management System은 Admin과 Employee으로 구성된다. 암호는 SHA-256을 사용하여 암호화를 진행하므로 개인별 암호 보관에 있어서 특별히 보안을 강화했다.

도 27은 상기 서버부(600)와 주모듈(500) 및 관리자프로그램(611)간 통신 모형을 나타낸 것으로, 상기 서버부(600)가 포함된 컴퓨터 안에서 상기 데이터베이스부(621)와 TCP/IP 담당을 서로 독립적으로 만들어서 만약 상기 TCP/IP 서버 말단이 제거된다고 하여도 상기 데이터베이스부(621)가 제거되지 않는다. 따라서 상기 관리자는 계속해서 감시를 사용할 수 있게 되어 즉각적으로 상기 서버부(600)의 시스템 이상을 확인할 수 있다. 반대도 상기 데이터베이스부(621)가 제거 되어도 상기 TCP/IP 서버 말단이 유지 되므로 상기 데이터베이스부(621) 시스템 문제가 입력 문제인지 출력 문제인지를 바로 알고 즉각적으로 대응할 수 있다. 이러한 방식을 사용하게 되면 서버 안정성을 좀 더 높일 수 있다.

도 11는 상기 사용자가 작업 중 조는 경우 상기 서버부(600)에서 상기 관리자가 확인할 수 있는 모습을 나타낸 것이고, 도 12는 상기 사용자가 작업 중 턱끈(303)을 분리하는 경우 서버부(600)에서 상기 관리자가 확인할 수 모습을 나타낸 것이다.

도 13에 나타난 바와 같이, 상기 관리자프로그램(611)은 상기 사용자가 작업하는 공간의 온도, 상기 턱끈(303)의 연결상태 및 상기 사용자의 졸음상태 등에 관한 자료를 도표로 확인할 수 있다.

다음으로, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 주모듈(500)은 상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하는 카메라부(510)가 마련되고, 상기 카메라부(510), 보조모듈(100) 및 서버부(600)와의 데이터를 송수신하되, 상기 카메라부(510)와 보조모듈(100)에서 수신 받은 데이터를 상기 서버부(600)가 수신받기 용이한 형태로 변환한다.

상기 주모듈(500)은 상기 보조모듈(100)과 USB(501)로 연결되어 상기 보조모듈(100)의 충전을 담당한다. 또한, 상기 USB(501)를 이용하여 상기 보조모듈(100)로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 주모듈(500)은 상기 보조모듈(100)로부터 수신 받은 데이터와 상기 카메라부(510)로부터 받은 데이터를 처리하여 유사시는 상기 주모듈(500)이 자의적으로 판단하여 상기 사용자에게 상기 보조모듈(100)에 마련된 경고 장치로 경고할 수 있도록 마련된다. 또한, 상기 주모듈(500)이 송수신 받은 데이터를 상기 서버부(600)로 송신되는 경우 상기 데이터는 하나의 객처로 만들어 송신하는 것이 바람직하다. 이러한 데이터 송수신 방식을 통해 긴급을 요하는 상황에서 상기 서버부(600)를 거치지 않고 경고 알람을 울려 주위에서 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 구성된다.

상기 카메라부(510)는 크게 렌즈(511), 카메라박스구(512), 카메라연결구(701)로 구성된다. 상기 카메라부(510)는 도 10에 나타난 바와 같이, 상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하도록 마련되어 상기 안구 쪽으로 상기 렌즈(511)가 향하여 상기 안구를 인식 가능한 범위 내에서 상기 사용자의 시야를 가리는 것을 방지한다.

일실시예로, 도 7 내지 도 8에 나타난 바와 같이, 상기 사용자의 왼쪽 안구 쪽으로 부착하는 경우 상기 안구 높이를 기준으로 정면으로 10cm 이격되고, 상기 이격된 거리에서 상기 안구와 렌즈(511) 사잇각이 -30°(반시계방향으로 30°)이고 상기 안구보다 높은 방향으로 상기 안구와 렌즈(511) 사잇각이 45° 높이 마련되는 것이 바람직하다. 상기 조건으로 상기 카메라부(510)를 설치하여야 상기 카메라부(510)가 상기 사용자의 시야를 가리지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 카메라박스구(512)는 곡선형으로 마련하여 상기 사용자의 안구를 찌르는 위험한 상황을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하도록 마련되어 상기 카메라부(510)는 상기 사용자 안구의 눈 깜빡임 횟수를 측정할 수 있고 상기 턱끈(303)을 부정한 방법으로 연결시킨 경우를 확인할 수 있어 상기 사용자의 졸음 상태를 확인할 수도 있고 상기 사용자의 턱끈(303) 미착용 상태를 철저하게 확인할 수도 있다.

아래는 도 상기 주모듈(500)이 상기 서버부(600)에 데이터를 송수신 방법에 대해 설명하고자 한다. 도 14는 상기 주모듈(500)의 시스템 흐름도를 나타내었다.

먼저, 제5-1단계(S501)는 IP(인자1) 및 PORT(인자2)를 생성한다. 제5-2단계(S502)는 data.xml 데이터 구조를 이용하여 계정을 생성한다. 제5-3단계(S503)는 IP:PORT 서버에 접속을 요청한다. 제5-4단계(S504)는 상기 서버에 접속된 후 유효한 계정 값인지 여부를 판단한다. 제5-5단계(S505)는 상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 통신을 실시한다. 제5-6단계(S506)는 상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 상기 카메라부(510)와 연결 여부를 판단한다. 제5-7단계(S507)는 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 받는다. 제5-8단계(S508)는 상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부를 판단한다. 제5-9단계(S509)는 상기 보조모듈(100)에서 수신된 데이터와 상기 사용자의 졸음 여부를 판단한 데이터를 분석 및 처리한다. 제5-10단계(S510)는 상기 제5-9단계(S509)에서 분석 및 처리한 데이터를 규격화하여 TCP/IP로 상기 서버부(600)에 송신한다.

또한, 상기 제5-10단계(S510)의 규격화된 데이터는 도 15에 나타난 바와 같이 일련의 양식으로 제공된다. 상기 규격화된 데이터는 상기 사용자의 로그인을 위해 정수값으로 나타내는 아이디, 상기 사용자의 로그인을 위해 문자열로 나타내는 이름, 상기 사용자가 작업하는 공간의 온도, 상기 턱끈(303)의 연결상태 및 상기 사용자의 졸음상태 중 어느 하나 이상의 센서 값으로 구성되는 센서데이터, 경고 알람 생성 횟수를 나타내는 경고데이터, 상기 사용자가 현재 접속된 네트워크 이름의 정보를 나타내는 SSID 및 상기 규격화된 데이터를 발송한 시간을 나타내는 TIME으로 구성되어 상기 데이터를 규격화한다. 도 16은 상기 규격화된 데이터 양식을 이용하여 실시한 일실시예이다.

상기 제5-2단계(S502)에서 data.xml 데이터 구조는 상기 주모듈(500)에 로그인 방식으로, 상기 관리자가 xml 파일을 복사한 후 상기 관리자프로그램(611)의 로그인 화면에 아이디 및 이름을 붙여놓고 상기 서버부(600)에 질의문을 보내어 상기 계정이 유효한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다. 일실시예로, 도 17에는 상기 주모듈(500) 로그인 계정을 위한 데이터 형식 및 사용을 나타내었다.

상기 제5-8단계(S508)에서 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지테이터의 분석은 haar cascade에 의해 분석한다. 보다 구체적으로, 도 18에 나타난 바와 같이, 상기 제5-8단계(S508)에서 상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부의 판단은, 먼저 제8-1단계(S801)는 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 후 상기 이미지데이터를 1차원 배열로 재생성한다. 제8-2단계(S802)는 상기 1차원 배열로 재생성한 이미지데이터에 그레이스케일(Gray Scale)을 적용한다. 제8-3단계(S803)는 상기 그레이스케일(Gray Scale)을 적용한 이미지데이터에 CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)을 적용한다. 제8-4단계(S804)는 상기 CLAHE을 적용한 이미지데이터에 Haar cascade training data를 처리한 후 Cascade detecting을 실시한다. 제8-5단계(S805)는 상기 Cascade detecting 결과로 위치를 검색하여 위치 검색값을 획득한다. 제8-6단계(S806)는 상기 위치 검색값의 유무를 판단한다. 제8-7단계(S807)는 상기 위치 검색값이 존재하는 경우 현재 눈 깜빡임 횟수는 이전 눈 깜빡임 횟수에 1을 더한 값으로 지정한다. 제8-8단계(S808)는 상기 제8-7단계(S807)를 수행하거나 상기 제8-6단계(S806)에서 위치 검색값이 존재하지 않는 경우 현재 수행횟수는 이전 수행횟수에 1을 더한 값으로 지정한다. 제8-9단계(S809)는 상기 제5-10단계(S510)에서 규격화한 데이터를 송신한 기록에서 1초가 지났는지 여부를 확인한 후, 1초가 지난 경우 상기 규격화한 데이터에 상기 제8-7단계(S807) 및 제8-8단계(S808)에서 수행된 눈 깜빡임 횟수, 수행횟수 및 현재시간을 상기 서버부(600)에 송신하고, 상기 1초가 지나지 않은 경우 상기 제8-1단계(S801)에서 이미지데이터를 재수신한다.

상기 주모듈(500)의 상기 이미지데이터 인식은 상기 이미지테이터를 수신하면 해당 이미지를 적절하게 처리하고 상기 처리된 내용을 바탕으로 상기 cascade detecting을 실시하는 방식으로 특징 추출 기반 알고리즘이므로 낮은 사양에서 빠른 인식을 보장한다. 따라서 본 발명인 임베디드 시스템에 적절하다고 판단된다.

다음으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 모듈결속장치(400)는 상기 헤드부결속장치(200)에 상기 보조모듈(100)과 주모듈(500)을 장착할 수 있도록 상기 헤드부결속장치(200)의 수직방향으로 마련된다.

도 5에 나타난 바와 같이, 상기 모듈결속장치(400)는 상기 헤드부결속장치(200)과 동일한 밴드로 상기 헤드부결속장치(200)과 수직방향으로 마련된 모듈부밴드(401), 상기 헤드부결속장치(200)과 상기 모듈부밴드(401)를 연결하는 모듈부결속보조장치(410)로 구성된다. 상기 모듈부결속보조장치(410)는 상기 헤드부결속장치(200)에서 상기 모듈부밴드(401)를 제거 및 결속하기 위해 탈착용버튼(411)과 상기 탈착용버튼(411)을 보호하기 위한 탈착용버튼보호구(412)로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 모듈부밴드(401)와 상기 보조모듈(100) 및 주모듈(500)을 결합하기 위해, 도 28에 나타난 바와 같이, 결속보조부(420)를 더 마련한다.

상기 결속보조부(420)는 상기 모듈부결속보조장치(410)에 삽입하되 실과 바늘의 결합처럼 결합되고, 상기 보조모듈(100) 및 주모듈(500)의 케이스에 결속보조나사(421)를 통해 결속시키면 상기 결속보조부(420)의 내부 톱니가 상기 모듈부밴드(401)를 고정시킨다. 보다 구체적으로, 도 29에 나타난 바와 같이, 상기 보조모듈(100) 및 주모듈(500)의 케이스에 결속되는 결속보조나사(421)를 조이면 상기 결속보조부(420) 내부의 톱니 사이의 간격이 좁아지다가 두 개가 맞물리면서 상기 모듈부밴드(401)에 결속된다. 결과적으로, 상기 보조모듈(100) 및 주모듈(500)과 상기 모듈부밴드(401) 사이에 결속이 가능하게 된다.

다음으로, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 연결부(700)는 상기 카메라부(510)와 상기 주모듈(500)을 연결하고, 상기 센서와 회로구(702)를 연결한다. 상기 연결부(700)는 상기 카메라부(510)와 상기 헤드부결속장치(200)을 연결하는 카메라연결구(701)과 상기 센서들이 연결되는 회로구(702) 및 상기 회로구(702)와 상기 센서와 상기 보조모듈(100)을 연결하는 센서연결구(703)로 구성된다.

효과가 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100. 보조모듈
110. 센서부
111. 센서출력부
112. 센서접지부
113. 센서입력부
120. 리셋버튼
130. USB충전부
200. 헤드부결속장치
201a. 제1볼트홈부
201b. 제2볼트홈부
201c. 제3볼트홈부
201d. 제4볼트홈부
202. 교차점
203a. 제1클립부
203b. 제2클립부
203c. 제3클립부
203d. 제4클립부
300. 헤드부
301. 볼트부 (301a. 볼트, 301b. 너트)
302. 보호구
303. 턱끈
400. 모듈결속장치
401. 모듈부밴드
410. 모듈부결속보조장치
411. 탈착용버튼
412. 탈착용버튼보호구
420. 결속보조부
421. 결속보조나사
500. 주모듈
501. USB
510. 카메라부
511. 렌즈
512. 카메라박스구
513. 카메라연결구
600. 서버부
610. 관리자모듈
611. 관리자프로그램
612. 관리자알람부
620. 관리자서버
621. 데이터베이스부
622. 실행부
700. 연결부
701. 카메라연결구
702. 회로구
703. 센서연결구
S101. 상기 보조모듈(100)에서 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 준비하는 제1-1단계
S102.상기 센서와 상기 센서 포트를 개방하는 제1-2단계
S103. 상기 턱끈(303)의 출력포트에서 전류 출력을 시작하는 제1-3단계
S104. 직렬 통신 타이머의 작동을 시작하는 제1-4단계
S105. 상기 센서 포트에서 결과 데이터를 수신 받는 제1-5단계
S106. 상기 직렬 통신 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간값의 초과 여부를 판단하는 제1-6단계
S107. 상기 기설정된 시간값 미만인 경우 알람 생성 여부를 판단하고, 상기 기설정된 시간값을 초과하는 경우 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 실시한 후 알람 생성 여부를 판단하는 제1-7단계
S108. 상기 알람 생성 여부 판단 후 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료하는 제1-8단계
S501. 주모듈(500)에서 IP(인자1) 및 PORT(인자2)를 생성하는 제5-1단계
S502. data.xml 데이터 구조를 이용하여 계정을 생성하는 제5-2단계
S503. IP:PORT 서버에 접속을 요청하는 제5-3단계
S504. 상기 서버에 접속된 후 유효한 계정 값인지 여부를 판단하는 제5-4단계
S505. 상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 통신을 실시하는 제5-5단계
S506. 상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 상기 카메라부(510)와 연결 여부를 판단하는 제5-6단계
S507. 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 받는 제5-7단계
S508. 상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부를 판단하는 제5-8단계
S509. 상기 보조모듈(100)에서 수신된 데이터와 상기 사용자의 졸음 여부를 판단한 데이터를 분석 및 처리하는 제5-9단계
S510. 상기 제5-9단계에서 분석 및 처리한 데이터를 규격화하여 TCP/IP로 상기 서버부(600)에 송신하는 제5-10단계
S601. 상기 서버부(600)에서 IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축하는 제6-1단계
S602. 상기 데이터베이스부(621)에 접속하는 제6-2단계
S603. 상기 데이터베이스부(621)에 접속한 경우 스레드를 두 개로 분기시키는 제6-3단계
S604a. 상기 두 개로 분기된 스레드 중 하나는 출력허가스레드로, 타이머를 생성하는 제6-4단계
S605a. 큐의 모든 데이터를 상기 데이터베이스부(621)에 입력하는 제6-5단계
S606a. 상기 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간 미만인 경우 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과할 때까지 유지하고, 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과하는 경우 상기 타이머를 초기화하는 제6-6단계;
S604b. 상기 두 개로 분기된 스레드 중 다른 하나는 모듈담당스레드로, 상기 주모듈(500)로부터 데이터를 수신하는 제6-4단계
S605b. 상기 큐에 상기 모듈담당스레드가 수행한 제6-4단계의 데이터를 저장한 후 상기 주모듈(500)로부터 새로운 데이터 수신을 대기하는 제6-5단계
S801. 상기 제5-8단계에서 상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부의 판단은 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 후 상기 이미지데이터를 1차원 배열로 재생성하는 제8-1단계
S802. 상기 1차원 배열로 재생성한 이미지데이터에 그레이스케일(Gray Scale)을 적용하는 제8-2단계
S803. 상기 그레이스케일(Gray Scale)을 적용한 이미지데이터에 CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)을 적용하는 제8-3단계
S804. 상기 CLAHE을 적용한 이미지데이터에 Haar cascade training data를 처리한 후 Cascade detecting을 실시하는 제8-4단계
S805. 상기 Cascade detecting 결과로 위치를 검색하여 위치 검색값을 획득하는 제8-5단계
S806. 상기 위치 검색값의 유무를 판단하는 제8-6단계
S807. 상기 위치 검색값이 존재하는 경우 현재 눈 깜빡임 횟수는 이전 눈 깜빡임 횟수에 1을 더한 값으로 지정하는 제8-7단계
S808. 상기 제8-7단계를 수행하거나 상기 제8-6단계에서 위치 검색값이 존재하지 않는 경우 현재 수행횟수는 이전 수행횟수에 1을 더한 값으로 지정하는 제8-8단계
S809. 상기 제5-10단계에서 규격화한 데이터를 송신한 기록에서 1초가 지났는지 여부를 확인한 후, 1초가 지난 경우 상기 규격화한 데이터에 상기 제8-7단계 및 제8-8단계에서 수행된 눈 깜빡임 횟수, 수행횟수 및 현재시간을 상기 서버부(600)에 송신하고, 상기 1초가 지나지 않은 경우 상기 제8-1단계에서 이미지데이터를 재수신하는 제8-9단계

Claims

헬멧 형으로 마련되어 사용자의 머리를 보호하는 보호구(302)와 상기 보호구(302)에서 연장되어 상기 보호구(302)를 상기 사용자의 머리에 고정하도록 턱끈(303)이 마련된 헤드부(300);
상기 사용자의 작업환경을 확인하는 센서가 연결되고 상기 헤드부(300)에 장착되는 보조모듈(100);
상기 헤드부(300)의 상단 중앙에서 사면으로 상기 헤드부(300)를 결속하는 헤드부결속장치(200);
관리자가 상기 사용자의 작업환경을 관리하고 상기 센서로부터 데이터를 수신 받아 출력하는 관리자프로그램(611)이 마련된 서버부(600);
상기 사용자의 안구를 포함한 얼굴 전면을 향하는 카메라부(510)가 마련되고, 상기 카메라부(510), 보조모듈(100) 및 서버부(600)와의 데이터를 송수신하되, 상기 카메라부(510)와 보조모듈(100)에서 수신 받은 데이터를 상기 서버부(600)가 수신받기 용이한 형태로 변환하는 주모듈(500);
상기 헤드부결속장치(200)에 상기 보조모듈(100)과 주모듈(500)을 장착할 수 있도록 상기 헤드부결속장치(200)의 수직방향으로 마련된 모듈결속장치(400);
상기 카메라부(510)와 상기 주모듈(500)을 연결하고, 상기 센서와 회로구(702)를 연결하는 연결부(700);로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제1항에 있어서,
상기 카메라부(510)는,
상기 사용자 안구의 눈 깜빡임 횟수를 측정하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제1항에 있어서,
상기 서버부(600)는 관리자서버(620)와 관리자모듈(610)로 구성하되,
상기 관리자서버(620)는,
상기 센서로부터 수신 받은 데이터를 저장하는 데이터베이스부(621);
상기 센서가 작동하고 있는지 확인하고 상기 센서로부터 수신 받은 데이터들이 정상적인지를 판단하고 상기 데이터베이스부(621)에 값을 입력하는 실행부(622);로 구성되고,
상기 관리자모듈(610)은,
상기 데이터베이스부(621)에서 송수신 받은 데이터를 상기 관리자가 프로그램으로 가져와서 상기 사용자들의 데이터를 상기 관리자가 명시적으로 확인할 수 있는 관리자프로그램(611);
상기 관리자의 판단하에 상기 데이터베이스부(621)에 상기 데이터를 보내어 상기 관리자에 의해 지정된 비상 상황에서 상기 사용자에게 경고 알람을 발생시키는 관리자알람부(612);로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제1항에 있어서,
상기 주모듈(500)은,
IP(인자1) 및 PORT(인자2)를 생성하는 제5-1단계;
data.xml 데이터 구조를 이용하여 계정을 생성하는 제5-2단계;
IP:PORT 서버에 접속을 요청하는 제5-3단계;
상기 서버에 접속된 후 유효한 계정 값인지 여부를 판단하는 제5-4단계;
상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 통신을 실시하는 제5-5단계;
상기 보조모듈(100)과 UART 통신을 준비 후 상기 카메라부(510)와 연결 여부를 판단하는 제5-6단계;
상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 받는 제5-7단계;
상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부를 판단하는 제5-8단계;
상기 보조모듈(100)에서 수신된 데이터와 상기 사용자의 졸음 여부를 판단한 데이터를 분석 및 처리하는 제5-9단계;
상기 제5-9단계에서 분석 및 처리한 데이터를 규격화하여 TCP/IP로 상기 서버부(600)에 송신하는 제5-10단계;에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제4항에 있어서,
상기 제5-10단계의 규격화된 데이터는,
상기 사용자의 로그인을 위해 정수값으로 나타내는 아이디;
상기 사용자의 로그인을 위해 문자열로 나타내는 이름;
상기 사용자가 작업하는 공간의 온도, 상기 턱끈(303)의 연결상태 및 상기 사용자의 졸음상태 중 어느 하나 이상의 센서 값으로 구성되는 센서데이터;
경고 알람 생성 횟수를 나타내는 경고데이터;
상기 사용자가 현재 접속된 네트워크 이름의 정보를 나타내는 SSID; 및
상기 규격화된 데이터를 발송한 시간을 나타내는 TIME;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제4항에 있어서,
상기 제5-2단계에서 data.xml 데이터 구조는 상기 주모듈(500)에 로그인 방식으로, 상기 관리자가 xml 파일을 복사한 후 상기 관리자프로그램(611)의 로그인 화면에 아이디 및 이름을 붙여놓고 상기 서버부(600)에 질의문을 보내어 상기 계정이 유효한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제4항에 있어서,
상기 제5-8단계에서 상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지테이터의 분석은 haar cascade에 의해 분석하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제4항에 있어서,
상기 제5-8단계에서 상기 이미지데이터를 분석 후 상기 사용자의 졸음 여부의 판단은,
상기 카메라부(510)에서 생성된 이미지데이터를 수신 후 상기 이미지데이터를 1차원 배열로 재생성하는 제8-1단계;
상기 1차원 배열로 재생성한 이미지데이터에 그레이스케일(Gray Scale)을 적용하는 제8-2단계;
상기 그레이스케일(Gray Scale)을 적용한 이미지데이터에 CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)을 적용하는 제8-3단계;
상기 CLAHE을 적용한 이미지데이터에 Haar cascade training data를 처리한 후 Cascade detecting을 실시하는 제8-4단계;
상기 Cascade detecting 결과로 위치를 검색하여 위치 검색값을 획득하는 제8-5단계;
상기 위치 검색값의 유무를 판단하는 제8-6단계;
상기 위치 검색값이 존재하는 경우 현재 눈 깜빡임 횟수는 이전 눈 깜빡임 횟수에 1을 더한 값으로 지정하는 제8-7단계;
상기 제8-7단계를 수행하거나 상기 제8-6단계에서 위치 검색값이 존재하지 않는 경우 현재 수행횟수는 이전 수행횟수에 1을 더한 값으로 지정하는 제8-8단계;
상기 제5-10단계에서 규격화한 데이터를 송신한 기록에서 1초가 지났는지 여부를 확인한 후, 1초가 지난 경우 상기 규격화한 데이터에 상기 제8-7단계 및 제8-8단계에서 수행된 눈 깜빡임 횟수, 수행횟수 및 현재시간을 상기 서버부(600)에 송신하고,
상기 1초가 지나지 않은 경우 상기 제8-1단계에서 이미지데이터를 재수신하는 제8-9단계;의해 판단하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제1항에 있어서,
상기 보조모듈(100)은,
상기 주모듈(500)과 UART 통신을 준비하는 제1-1단계;
상기 센서와 상기 센서 포트를 개방하는 제1-2단계;
상기 턱끈(303)의 출력포트에서 전류 출력을 시작하는 제1-3단계;
직렬 통신 타이머의 작동을 시작하는 제1-4단계;
상기 센서 포트에서 결과 데이터를 수신 받는 제1-5단계;
상기 직렬 통신 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간값의 초과 여부를 판단하는 제1-6단계;
상기 기설정된 시간값 미만인 경우 알람 생성 여부를 판단하고, 상기 기설정된 시간값을 초과하는 경우 상기 주모듈(500)과 UART 통신을 실시한 후 알람 생성 여부를 판단하는 제1-7단계;
상기 알람 생성 여부 판단 후 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료하는 제1-8단계;
상기 경고 알람을 생성하거나 상기 경고 알람을 종료 후 상기 제1-5단계를 재실시하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제1항에 있어서,
상기 서버부(600)는,
IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축하고,
상기 서버 구축에 의해 데이터베이스부(621)에 접속하면 스레드를 두 개로 분기시키며,
상기 스레드 중 하나는 상기 주모듈(500)에서 수신된 데이터를 큐에 저장하는 모듈담당스레드이고,
다른 하나는 상기 모듈담당스레드에 의해 상기 큐에 저장된 데이터의 출력을 허가하여 상기 데이터베이스부(621)에 주기적으로 입력하는 출력허가스레드인 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제3항에 있어서,
상기 서버부(600)는,
IP(인자1) 및 PORT(인자2)로 TCP/IP 서버를 구축하는 제6-1단계;
상기 데이터베이스부(621)에 접속하는 제6-2단계;
상기 데이터베이스부(621)에 접속한 경우 스레드를 두 개로 분기시키는 제6-3단계;
상기 두 개로 분기된 스레드 중 하나는 출력허가스레드로,
타이머를 생성하는 제6-4단계;
큐의 모든 데이터를 상기 데이터베이스부(621)에 입력하는 제6-5단계;
상기 타이머가 상기 관리자에 의해 기설정된 시간 미만인 경우 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과할 때까지 유지하고, 상기 타이머가 상기 기설정된 시간을 초과하는 경우 상기 타이머를 초기화하는 제6-6단계;로 구성되고,
상기 두 개로 분기된 스레드 중 다른 하나는 모듈담당스레드로,
상기 주모듈(500)로부터 데이터를 수신하는 제6-4단계;
상기 큐에 상기 모듈담당스레드가 수행한 제6-4단계의 데이터를 저장한 후 상기 주모듈(500)로부터 새로운 데이터 수신을 대기하는 제6-5단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제3항에 있어서,
상기 서버부(600)에서 데이터는 큐를 기준으로 교환하고,
모듈담당스레드는 상기 주모듈(500)로부터 수신 받은 데이터를 상기 큐에 저장하고,
출력허가스레드가 출력 허가를 한 경우에만 상기 큐에서 상기 데이터베이스부(621)로 상기 주모듈(500)로부터 수신 받은 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.
제3항에 있어서,
상기 서버부(600), 주모듈(500) 및 관리자프로그램(611)은 TCP/IP 서버가 독립적인 것을 특징으로 하는 탈착식 안전관리용 모듈을 포함하는 사용자 안전모.