KR102088457B1 - 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법 - Google Patents

3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3축 가속도센서를 이용하여 안전모의 정상 착용 여부를 확인하여 안전사고를 예방하는 한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법에 관한 것이다.
본 발명은은 작업자의 움직임 정보를 측정하는 3축 가속도센서(110)와 3축 가속도센서(110)에의 측정값을 전송하는 안전모(100)와; 작업자가 휴대하면서 안전모(100)의 3축 가속도센서(110)의 측정값을 수신하여 외부의 안전관리센터(300)로 제공하는 휴대 단말기(200)와; 휴대 단말기(200)로부터 제공받은 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값으로부터 작업자 행동을 확인하고, 측정값을 신호벡터크기로 변환한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모(100)의 착용, 미착용, 불량착용을 확인하여 경고하는 안전관리센터(300)를 포함한다.

Description

3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법{Safety Helmet Wearing checking System and check method of Using Three-Axis Accelerometer Sensor}
본 발명은 3축 가속도센서를 이용하여 안전모의 정상 착용 여부를 확인하여 안전사고를 예방하는 한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법에 관한 것이다.
최근 건설업에서 작업자의 안전이 중요하게 대두됨에 따라 고용노동부는 2022년까지 산업재해 사고 사망자 절반감축이라는 목표를 내세우고 제도적, 법적 개선을 추진하며 안전의 필요성을 강조하고 있다.
건설업 재해 발생 현황의 상해 부위별 분석 결과, 두부와 복합부위가 가장 많으며, 건설업 재해 발생 현황의 형태별 사망재해 분석에서는 추락이 가장 큰 항목으로 집계되었다. 이러한 결과는 추락사고의 특성상 바닥에 머리부터 닿을 가능성이 높기에, 작업자의 머리를 보호할 수 있는 안전모의 착용 관리가 매우 중요함을 의미한다.
안전모의 정상적 착용 방법으로 안전모의 이상 유무를 확인한 후, 안전모를 머리 크기에 맞게 착장체의 머리 고정대를 조절하고 안전모가 벗겨지지 않도록 턱끈을 귀의 양쪽에 위치시키고 견고하게 조여서 고정할 것을 권고하고 있다. 안전모를 정상 착용할 경우 물체의 충격을 10% 이하로 줄이는 완충작용을 일으켜 작업자의 안전을 지켜주고, 추락 외 낙하, 비래, 충격, 감전 등의 재해로부터 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.
하지만 안전모를 착용하지 않고 센서가 부착되어있는 턱끈을 채결한 후 건설현장에 놓아두면, 노드 상태가 착용으로 여겨 작업자가 착용하지 않았음에도 불구하고 모니터링 시스템이 착용하였다고 여기는 문제점이 발생할 수 있다.
그 외의 작업자의 위치, 조도, 고도 등의 데이터를 이용하여 판단했을 때도 작업자가 작업환경에서 안전모를 착용하지 않고 소지하고 움직이는 행위를 통해 움직임의 데이터를 보이거나 턱끈을 채결한 후 머리 위치에 안전모를 소지하고 움직인다면 안전모를 정상 착용하고 작업 위치에서 작업 중이라고 인식할 소지가 있다. 이와 같은 모든 가정 상황에서 안전모를 정상 착용하지 않았음에도 불구하고, 정상 착용으로 시스템에서 인식하는 문제점이 발생 가능하다.
이를 해결하기 위하여 단지 안전모의 턱끈에 센서를 부착하여 정상 착용 여부를 판단하기보다는 작업자의 행동 데이터를 이용하여 작업자가 작업 중에 안전모를 정상적으로 착용하였는지를 판단할 수 있는 아이디어와 기술 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3축 가속도센서를 이용하여 안전모의 정상 착용 여부를 확인하여 안전사고를 예방하는 한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 3축 가속도센서에서 측정된 측정값으로 작업자의 행동을 확인하고, 3축 가속도센서에서 측정된 측정값을 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude, 이하 SVM)를 추출한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모의 정상 착용 여부를 높은 정확도로 확인할 수 있는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템은 작업자의 움직임 정보를 측정하는 3축 가속도센서(110)와 3축 가속도센서(110)에의 측정값을 전송하는 안전모(100)와; 작업자가 휴대하면서 안전모(100)의 3축 가속도센서(110)의 측정값을 수신하여 외부의 안전관리센터(300)로 제공하는 휴대 단말기(200)와; 휴대 단말기(200)로부터 제공받은 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값으로부터 작업자 행동을 확인하고, 측정값을 신호벡터크기로 변환한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모(100)의 착용, 미착용, 불량착용을 확인하여 경고하는 안전관리센터(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 안전모(100)는 안전모(100)의 움직임에 발생되는 대응되는 X, Y, Z의 측정값을 생성하는 3축 가속도센서(110)와; 실시간 시간을 확인하는 시간센서(120)와; 3축 가속도센서(110)에서 측정된 X, Y, Z의 측정값에 시간센서(120)에서 확인된 시간을 매칭시키는 측정값 매칭부(130)와; 측정값 매칭부(130)를 통해서 매칭된 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 작업자의 휴대 단말기(200)로 전송하는 측정값 제공부(140);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 작업자의 휴대 단말기(200)는 휴대 단말기(200)와 통신하는 안전모(100)에 대한 식별정보를 인식하는 안전모 인식부(210)와; 안전모(100)에서 전송된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 수신하는 측정값 수신부(220)와; 측정값 수신부(220)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 안전모정보와 함께 안전관리센터(300)로 제공하는 측정값 전송부(230)와; 안전관리센터(300)로부터 전송되는 안전모(100)의 미착용 또는 불량착용에 대한 경고신호를 수신하는 경고신호 수신부(240)와; 안전관리센터(300)로부터 경고신호가 수신되면 작업자가 확인할 수 있도록 경고하는 미착용/불량착용 경고부(250)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 안전관리센터(300)는 안전모(100)에 대한 식별정보를 등록하고 관리하는 안전모 관리부(310)와; 휴대단말기에 대한 식별정보를 등록하고 관리하는 휴대 단말기 관리부(320)와; 휴대 단말기(200)로부터 안전모(100)에서 측정된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값과 측정 시간을 수신하는 안전모 측정값 수신부(330)와; 안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값을 분석하여 작업자의 행동을 확인하는 작업자 행동 확인부(340)와; 안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 축의 출력값을 하나의 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude, 이하 SVM)를 갖는 하나의 대표값으로 추출하는 SVM값 추출부(350)와; SVM값 추출부(350)에서 추출된 SVM 값을 FFT(Fast Fourier transformation)값의 주파수 대역으로 변환시키는 FFT 변환부(360)와; FFT 변환부(360)에서 변환된 3축 가속도센서에서 변환된 시간당 주파수 대역을 기준값과 비교하여 안전모(100)의 정상 착용/미착용/불량 착용여부를 확인하는 안전모 착용상태 확인부(370)와; 안전모 착용상태 확인부(370)에 의해서 작업자가 안전모(100)의 미착용 또는 불량 착용으로 확인되면 경고신호를 발생시키는 경고신호 발생부(380)와; 작업자, 현장관리자 등의 휴대 단말기(200)로 경고신호를 제공하는 경고신호 전송부(390);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템 및 확인방법에 의하면 안전모의 정상 착용, 미착용 또는 불량 착용여부를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
특히, 3축 가속도센서에서 측정된 측정값으로 작업자의 행동을 확인하고, 3축 가속도센서에서 측정된 측정값을 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude, 이하 SVM)를 추출한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모의 정상 착용 여부를 높은 정확도로 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 안전모(100)의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 작업자 휴대 단말기(200)의 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 안전관리센터(300)의 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 축의 출력값의 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 안전모를 착용한 작업자의 행위에 따른 안전모의 정상 착용과/불량 착용/미착용 분류 실험 결과표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템에 대하여 자세히 살펴본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템은 작업자의 움직임 정보를 측정하는 3축 가속도센서(110)와 3축 가속도센서(110)에의 측정값을 전송하는 안전모(100)와; 작업자가 휴대하면서 안전모(100)의 3축 가속도센서(110)의 측정값을 수신하여 외부의 안전관리센터(300)로 제공하는 휴대 단말기(200)와; 휴대 단말기(200)로부터 제공받은 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값으로부터 작업자 행동을 확인하고, 측정값을 신호벡터크기로 변환한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모(100)의 착용, 미착용, 불량착용을 확인하여 경고하는 안전관리센터(300)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 안전모(100)는 부착된 3축 가속도센서(110), 시간센서(120), 측정값 매칭부(130), 측정값 제공부(140)를 구비한다.
3축 가속도센서(110)는 안전모(100)의 움직임에 발생되는 대응되는 X, Y, Z의 측정값을 생성한다.
시간센서(120)는 실시간 시간을 확인한다. 시간센서(120)를 통해서 날짜, 실시간 시간을 확인할 수 있게 된다.
측정값 매칭부(130)는 3축 가속도센서(110)에서 측정된 X, Y, Z의 측정값에 시간센서(120)에서 확인된 시간을 매칭시킨다.
측정값 제공부(140)는 측정값 매칭부(130)를 통해서 매칭된 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 작업자의 휴대 단말기(200)로 전송한다.
이러한 안전모(100)는 안전모(100)를 착용한 작업자의 움직임에 따라 3축 가속도센서(110)에서 측정된 X, Y, Z의 측정값과 측정된 시간을 정확하게 매칭시켜 작업자의 휴대 단말기(200)로 제공하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 작업자의 휴대 단말기(200)는 안전모 인식부(210), 측정값 수신부(220), 측정값 전송부(230), 경고신호 수신부(240), 미착용/불량착용 경고부(250)를 포함한다.
안전모 인식부(210)는 휴대 단말기(200)와 통신하는 안전모(100)에 대한 식별정보를 인식한다. 인전모 인식부는 블루투스 등의 근거리 통신을 이용하여 안전모(100)의 식별정보를 확인하게 각종 통신이 가능하도록 연결시키게 된다.
측정값 수신부(220)는 안전모(100)에서 전송된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 수신한다.
측정값 전송부(230)는 측정값 수신부(220)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 안전모정보와 함께 안전관리센터(300)로 제공한다.
경고신호 수신부(240)는 안전관리센터(300)로부터 전송되는 안전모(100)의 미착용 또는 불량착용에 대한 경고신호를 수신한다.
미착용/불량착용 경고부(250)는 안전관리센터(300)로부터 경고신호가 수신되면 작업자가 확인할 수 있도록 경고한다. 이때, 경고는 진동, 알람 또는 문자로 출력되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 안전관리센터(300)는 안전모 관리부(310), 휴대 단말기 관리부(320), 안전모 측정값 수신부(330), 작업자 행동 확인부(340), SVM값 추출부(350), FFT 변환부(360), 안전모 착용상태 확인부(370), 경고신호 발생부(380), 경고신호 전송부(390)를 포함한다.
안전모 관리부(310)는 안전모(100)에 대한 식별정보를 등록하고 관리한다.
휴대 단말기 관리부(320)는 휴대단말기에 대한 식별정보를 등록하고 관리한다.
안전모 측정값 수신부(330)는 휴대 단말기(200)로부터 안전모(100)에서 측정된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값과 측정 시간을 수신한다. 안전모 측정값 수신부(330)는 수신된 3축 가속도센서 측정값을 3축 가속도센서를 이용한와 같이 저장한다.
작업자 행동 확인부(340)는 안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값을 분석하여 작업자의 행동을 확인한다. 3축 가속도센서의 X, Y, Z 축의 출력값의 패턴을 기 등록된 작업자 행동의 패턴과 비교하여 작업자가 작업자 행동이 걷기, 서기, 망치질, 도포질, 뛰기, 계단오르기, 계단내려오기, 물건 운반, 사다리오르기 등의 작업자 행동을 확인할 수 있게 된다.
SVM값 추출부(350)는 안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 축의 출력값을 하나의 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude, 이하 SVM)를 갖는 하나의 대표값으로 추출한다. 이때, SVM은
Figure 112020014385029-pat00015
(여기서,
Figure 112020014385029-pat00016
는 X, Y, Z 축의 가속도 출력값이다)를 적용하여 계산한다.
FFT 변환부(360)는 SVM값 추출부(350)에서 추출된 SVM 값을 FFT(Fast Fourier transformation)값의 주파수 대역으로 변환시킨다. 이때, FFT는 아래의 수학식과 같이 계산하여 이산푸리에 변환(Discrete Fourier Transformation 이하, DFT)과 계산식은 동일하나, 데이터의 사이즈를 2n으로 설정하는 것이 바람직하다.
Figure 112020014385029-pat00002
(여기서, X[k]는 가속도의 연속적인 변환값이고, N은 주파수의 샘플 수를 의미한다)
이러한 FFT를 적용하여 분석할 경우 작업자 행동별로 주파수 대역의 크기 값을 다르게 분포시킬 수 있게 된다.
안전모 착용상태 확인부(370)는 FFT 변환부(360)에서 변환된 3축 가속도센서에서 변환된 시간당 주파수 대역을 기준값과 비교하여 안전모(100)의 정상 착용/미착용/불량 착용여부를 확인한다. 예를 들면, 3축 가속도센서의 움직임에 따라 착용자의 작업자 행동에 대한 기준 주파수 대역은 아래의 표 1과 같으며 측정된 3축 가속도센서의 주파수 대역값을 비교하여 오차 범위 이내에 해당되는 여부를 확인하면 된다.
작업자 행동　 서기 걷기 뛰기 망치질 도포질 계단 올라가기 계단 내려가기 운반 사다리 오르기
기준 주파수(Hz) 468 2384 6346 998 776 3002 3745 2575 3156
경고신호 발생부(380)는 안전모 착용상태 확인부(370)에 의해서 작업자가 안전모(100)의 미착용 또는 불량 착용으로 확인되면 경고신호를 발생시키다.
경고신호 전송부(390)는 작업자, 현장관리자 등의 휴대 단말기(200)로 경고신호를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 작업자가 안전모(100)를 착용하면 안전모(100)에 설치된 3축 가속도센서(110)에서 작업자의 움직임에 따라 X, Y, Z의 측정값을 생성한다(S101). 이때, 3축 가속도센서(110)의 측정값이 생성되면 3축 가속도센서(110)의 측정값에 시간센서(120)에서 확인된 시간을 매칭시킨다.
그리고, 안전모(100)는 매칭된 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 작업자의 휴대 단말기(200)로 전송한다(S102). 이때, 휴대 단말기(200)는 안전모(100)로부터 제공받은 3축 가속도센서의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 저장하는 것이 바람직하다.
작업자의 휴대 단말기(200)는 안전모(100)로부터 제공받은 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 외부의 안전관리센터(300)로 제공한다(S103). 이때, 휴대 단말기(200)는 3G~5G/LTE를 통해 무선 인터넷망을 통해서 안전관리센터(300)와 통신하는 것이 바람직하다.
한편, 안전관리센터(300)는 작업자의 휴대 단말기(200)로부터 제공받은 3축 가속도 센서의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 저장하고(S104), 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값을 기 등록된 작업자 행동의 패턴과 비교하여 분석하여 작업자의 행동을 확인한다(S105).
그리고, 안전관리센터(300)는 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z 축의 출력값을 하나의 신호벡터크기(SVM)를 갖는 하나의 대표값으로 변환시키고(S106), 또한, 변환된 SVM 값을 FFT(Fast Fourier transformation)값의 주파수 대역으로 추가로 변환시킨다(S107). 이때, SVM은
Figure 112020014385029-pat00017
(여기서,
Figure 112020014385029-pat00018
는 X, Y, Z 축의 가속도 출력값이다)를 적용하여 계산하고, FFT는 수학식으로 계산하게 된다.
Figure 112020014385029-pat00004
(여기서, X[k]는 가속도의 연속적인 변환값이고, N은 주파수의 샘플 수를 의미한다)
그 후, FFT의 시간당 주파수 대역을 기 등록된 행동별 주파수 대역과 비교하여 안전모(100)의 정상 착용, 미착용 또는 불량 착용여부를 확인한다(S108). 이러한 FFT를 적용하여 분석할 경우 행위별로 주파수 대역의 크기 값이 다르게 분포시킬 수 있게 된다.
안전모(100)의 미착용 또는 불량 착용으로 확인되면 경고신호를 발생시키고(S109), 작업자, 현장관리자 등의 휴대 단말기(200)로 제공한다(S110). 이에 따라 작업자의 휴대 단말기(200)는 경고신호가 수신되면 표시하여 작업자의 안전모(100) 미착용 또는 불량 착용을 확인하고 안전모(100)를 정확하게 착용할 수 있게 된다(S111).
이러한 본 발명은 도 6과 같이 건설현장에서 작업자의 대표적인 주요 행위 11가지의 평균 인식률을 나타낸 결과, 안전모의 정상 착용은 96.89%, 미착용은 98.26%로 높은 분류 성능을 확인할 수 있다. 안전모를 제대로 착용하지 않은 불량 착용의 데이터 또한
96.90%로 높은 정확도를 가지고 분류해 낼 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 안전모 110 : 3축 가속도센서
120 : 시간센서 130 : 측정값 매칭부
140 : 측정값 제공부
200 : 휴대 단말기 210 : 안전모 인식부
220 : 측정값 수신부 230 : 측정값 전송부
240 : 경고신호 수신부 250 : 미착용/불량착용 경고부
300 : 안전관리센터
310 : 안전모 관리부 320 : 휴대 단말기 관리부
330 : 안전모 측정값 수신부 340 : 작업자 행동 확인부
350 : SVM값 추출부 360 : FFT 변환부
370 : 안전모 착용상태 확인부 380 : 경고신호 발생부
390 : 경고신호 전송부

Claims (7)

  1. 작업자의 움직임 정보를 측정하는 3축 가속도센서(110)와 3축 가속도센서(110)에의 측정값을 전송하는 안전모(100)와;
    작업자가 휴대하면서 안전모(100)의 3축 가속도센서(110)의 측정값을 수신하여 외부의 안전관리센터(300)로 제공하는 휴대 단말기(200)와;
    휴대 단말기(200)로부터 제공받은 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 측정값으로부터 작업자 행동을 확인하고, 측정값을 신호벡터크기로 변환한 후에 주파수 대역으로 변환하여 안전모(100)의 착용, 미착용, 불량착용을 확인하여 경고하는 안전관리센터(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 안전모(100)는,
    안전모(100)의 움직임에 발생되는 대응되는 X, Y, Z의 측정값을 생성하는 3축 가속도센서(110)와;
    실시간 시간을 확인하는 시간센서(120)와;
    3축 가속도센서(110)에서 측정된 X, Y, Z의 측정값에 시간센서(120)에서 확인된 시간을 매칭시키는 측정값 매칭부(130)와;
    측정값 매칭부(130)를 통해서 매칭된 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 작업자의 휴대 단말기(200)로 전송하는 측정값 제공부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 작업자의 휴대 단말기(200)는,
    휴대 단말기(200)와 통신하는 안전모(100)에 대한 식별정보를 인식하는 안전모 인식부(210)와;
    안전모(100)에서 전송된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 수신하는 측정값 수신부(220)와;
    측정값 수신부(220)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 측정값과 측정시간을 안전모정보와 함께 안전관리센터(300)로 제공하는 측정값 전송부(230)와;
    안전관리센터(300)로부터 전송되는 안전모(100)의 미착용 또는 불량착용에 대한 경고신호를 수신하는 경고신호 수신부(240)와;
    안전관리센터(300)로부터 경고신호가 수신되면 작업자가 확인할 수 있도록 경고하는 미착용/불량착용 경고부(250);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 작업자의 휴대 단말기(200)의 미착용/불량착용 경고부(250)는 경고를 진동, 알람 또는 문자로 출력하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
  5. 청구항 3에 있어서, 안전관리센터(300)는
    안전모(100)에 대한 식별정보를 등록하고 관리하는 안전모 관리부(310)와;
    휴대단말기에 대한 식별정보를 등록하고 관리하는 휴대 단말기 관리부(320)와;
    휴대 단말기(200)로부터 안전모(100)에서 측정된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값과 측정 시간을 수신하는 안전모 측정값 수신부(330)와;
    안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값을 분석하여 작업자의 행동을 확인하는 작업자 행동 확인부(340)와;
    안전모 측정값 수신부(330)에서 수신된 3축 가속도센서(110)의 X, Y, Z 축의 출력값을 하나의 신호벡터크기(Signal Vector Magnitude, 이하 SVM)를 갖는 하나의 대표값으로 추출하는 SVM값 추출부(350)와;
    SVM값 추출부(350)에서 추출된 SVM 값을 FFT(Fast Fourier transformation)값의 주파수 대역으로 변환시키는 FFT 변환부(360)와;
    FFT 변환부(360)에서 변환된 3축 가속도센서에서 변환된 시간당 주파수 대역을 기준값과 비교하여 안전모(100)의 정상 착용/미착용/불량 착용여부를 확인하는 안전모 착용상태 확인부(370)와;
    안전모 착용상태 확인부(370)에 의해서 작업자가 안전모(100)의 미착용 또는 불량 착용으로 확인되면 경고신호를 발생시키는 경고신호 발생부(380)와;
    작업자, 현장관리자 등의 휴대 단말기(200)로 경고신호를 제공하는 경고신호 전송부(390);를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, SVM은
    Figure 112020014385029-pat00013
    (여기서,
    Figure 112020014385029-pat00014
    는 X, Y, Z 축의 가속도 출력값이다)으로 계산되고, FFT는 아래의 식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인시스템.
    Figure 112020014385029-pat00006
    (여기서, X[k]는 가속도의 연속적인 변환값이고, N은 주파수의 샘플 수를 의미한다)
  7. 안전모는 부착된 3축 가속도센서에서 작업자의 움직임에 따라 X, Y, Z의 측정값을 생성하고 측정된 시간을 확인하는 단계와;
    3축 가속도센서의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 작업자의 휴대 단말기로 전송하는 단계와;
    작업자의 휴대 단말기는 안전모로부터 제공받은 3축 가속도센서의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 외부의 안전관리센터로 제공하는 단계와;
    안전관리센터는 작업자의 휴대 단말기로부터 제공받은 3축 가속도센서의 X, Y, Z 측정값과 측정시간을 저장하는 단계와;
    3축 가속도센서의 X, Y, Z의 출력값을 기 등록된 작업자의 행동에 대응되는 X, Y, Z의 출력값을 비교하여 작업자의 행동을 확인하는 단계와;
    3축 가속도센서의 X, Y, Z 축의 출력값을 하나의 신호벡터크기(SVM)를 갖는 하나의 대표값으로 변환시키는 단계와;
    SVM을 FFT(Fast Fourier transformation)값의 주파수 대역으로 변환하는 단계와;
    FFT의 시간당 주파수 대역을 기 등록된 행동별 주파수 대역과 비교하여 안전모의 정상 착용/미착용/불량 착용여부를 확인하는 단계와;
    안전모의 미착용 또는 불량 착용으로 확인되면 작업자의 휴대 단말기 또는 현장관리자의 휴대 단말기로 경고신호를 제공하는 단계와;
    작업자의 휴대 단말기는 경고신호가 수신되면 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 가속도센서를 이용한 안전모 착용 확인방법.
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