KR102107722B1 - 마이크로파 레이더 신호를 이용한 비접촉 생체 정보 모니터링 방법 및 시스템 - Google Patents
마이크로파 레이더 신호를 이용한 비접촉 생체 정보 모니터링 방법 및 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생체 정보 모니터링 시스템에 의해 수행되는 방법으로서, 마이크로파 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하는 단계 - 상기 대상 객체의 생체 정보는 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리, 상기 대상 객체의 호흡수, 및 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 포함함 - 와, 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성하는 단계와, 상기 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계 - 상기 상태 정보는 상기 대상 객체의 외출여부, 활동, 호흡 및 수면과 관련된 정보를 포함함 - 를 포함하는 생체 정보 모니터링 방법이 제공된다.
Description
본 발명의 실시예들은 마이크로파 레이더 신호를 이용한 비접촉 생체 정보 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것이다.
생체 정보 모니터링 기법이 다양한 분야에서 응용되고 있으나, 대부분의 응용은 생체 정보의 측정 대상 객체(예컨대, 사람 또는 동물)의 몸에 측정 장비를 설치하거나 대상 객체가 측정 장비를 착용하도록 하여 생체 정보를 모니터링하는 기법이 이용되고 있다.
그러나 종래의 착용형 측정 장비는 고비용인 경우가 많으며, 대상 객체가 착용하고 있는 동안 불편함을 초래하는 단점이 있다. 특히, 수면 중의 생체 정보를 측정하기 위해서 이러한 장비를 수면 중에까지 착용하도록 하는 것은 매우 번거로운 일이다.
IR 인체 감지 센서를 이용하여 수면 중의 생체 정보를 비접촉식으로 측정하는 방안도 고려할 수 있지만, IR 인체 감지 센서는 대상 객체의 움직임이 미약할 경우 제대로 신호가 감지되지 않아서 수면 중에 비접촉 방식으로 생체 정보를 측정하는 용도로 활용하기에는 한계가 있다.
또한, 최근들어 독거노인의 고독사 문제가 사회적 문제로 대두되고 있어서, 독거노인이 방안에 재실하고 있는지 여부를 주기적으로 체크할 필요가 있다. 특히, 독거노인의 대부분은 수면에 문제가 있는 경우가 많은데, 이처럼 수면에 문제가 있는 사람들은 수면 상태에 관한 문제점을 해결하고는 싶으나 문제점의 원인을 스스로 파악하기란 쉽지 않은 일이다. 그렇다고 해서 병원에서 실시하는 수면다원검사(polysomnography)를 개인적으로 실시하기에는 비용적 부담이 크다.
따라서, 측정 대상 객체(예컨대, 독거노인과 같은 사람)의 재실여부를 주기적으로 확인할 수 있고, 측정 대상 객체로 하여금 불편함을 초래하지 않으면서 저비용으로 생체 정보를 모니터링할 수 있는 방법의 도입이 필요했다.
선행기술의 예시는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0005494호에서 찾을 수 있다.
선행기술의 예시는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0005494호에서 찾을 수 있다.
본 발명의 일 목적은 마이크로파 레이더 신호를 이용한 비접촉 생체 정보 모니터링 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 생체 정보 모니터링 시스템에 의해 수행되는 방법으로서, 마이크로파 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하는 단계 - 상기 대상 객체의 생체 정보는 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리, 상기 대상 객체의 호흡수, 및 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 포함함 - 와, 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성하는 단계와, 상기 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계 - 상기 상태 정보는 상기 대상 객체의 외출여부, 활동, 호흡 및 수면과 관련된 정보를 포함함 - 를 포함하는 생체 정보 모니터링 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마이크로파 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하는 단계는, 상기 마이크로파 센서에 의해 방사된 후 상기 대상 객체 또는 상기 대상 객체 이외의 다른 객체에 대해 반사되어 상기 마이크로파 센서에 의해 수신되는 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계는, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 비주기적 신호를 제거하는 단계와, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위를 벗어난 주기적 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계는, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 주기적 신호의 주기성을 분석하여 상기 대상 객체의 호흡수에 관한 정보를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계는, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 주기적 신호가 반사된 거리를 계산하여 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 관한 정보를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계는, 상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출하는 단계와, 상기 추출된 주기적 신호가 반사된 거리를 계산하여 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리의 거리에 관한 정보를 도출하는 단계와, 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 근거하여 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 환경 센서를 이용하여 상기 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보를 수집하는 단계 - 상기 환경에 관한 정보는 소음, 미세먼지, 조도 및 이산화탄소 양 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함함 - 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성하는 단계와, 상기 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질에 대한 문제점의 원인을 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료와 상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료에 근거하여 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질에 대한 문제점의 원인을 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료와 상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료에 근거하여 분석하는 단계는, 상기 수면 품질에 대한 문제점의 원인이 상기 대상 객체의 생체 정보와 관련하여 문제가 된 것인지 혹은 상기 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보와 관련하여 문제가 된 것인지를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스피커를 이용하여 상기 대상 객체에게 제1 음성 메시지를 출력하는 단계와, 마이크를 이용하여 상기 대상 객체로부터 음성을 입력받는 단계와, 상기 대상 객체로부터의 음성을 분석하는 단계와, 상기 분석된 음성에 기초하여 상기 대상 객체에게 제2 음성 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계는, 상기 마이크로파 센서로부터의 거리에 기초한 복수의 위치 영역을 분할하는 단계와, 상기 복수의 위치 영역 중 상기 대상 객체가 진입한 위치 영역을 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 관한 정보에 기초하여 판단하는 단계와, 상기 대상 객체가 진입한 상기 위치 영역에 상기 대상 객체가 머무르는 시간을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 대상 객체가 진입한 상기 위치 영역과 상기 대상 객체가 머무르는 시간에 기초한 미리 설정된 이벤트 조건이 충족되면, 이벤트 조건이 충족되었음을 알려주는 통지를 사용자 단말로 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계는, 상기 대상 객체의 호흡수 및 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보에 기초하여 상기 수면과 관련된 정보를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술된 생체 정보 모니터링 방법을 수행하도록 구성된 생체 정보 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법 및 시스템이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법을 수행하는 예시적인 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 센서의 예시적인 형태를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법과 관련된 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 센서의 예시적인 형태를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법과 관련된 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법을 수행하는 예시적인 시스템을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 예시적인 시스템은 스마트 센서(예컨대, IRS Smart Sensor), 라우터(예컨대, LTE Router), 서버(예컨대, 클라우드 서버) 및 사용자 단말(예컨대, 관리자 단말 또는 사용자 단말)을 포함한다.
스마트 센서는 도 2에 도시된 바와 같이, 벽에 고정 설치되는 유형(wall mount type), 조명에 설치되는 유형(lighting fixture type) 또는 별도의 스탠드형 디바이스 유형(stand device type) 등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 센서는 마이크로파 센서를 포함할 수 있다. 마이크로파 센서는 대상 객체(예컨대, 사람 또는 동물)의 생체 정보를 측정한다. 마이크로파 센서는 대상 객체와의 거리, 대상 객체의 호흡수 및 대상 객체의 움직임에 관한 정보에 관한 정보를 측정할 수 있다. 마이크로파 센서는 초고감도 마이크로파 센서일 수 있다. 마이크로파 센서는 안테나를 이용하여 마이크로파 레이더 신호를 방사한 후 대상 객체로부터 반사되어 돌아오는 반사 마이크로파 레이더 신호를 수신하고, 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석함으로써 대상 객체의 생체 정보를 측정할 수 있다. 반사 마이크로파 레이더 신호는 대상 객체(예컨대, 사람 또는 동물)가 호흡을 하면서 미세하게 변화하기 때문에, 마이크로파 센서가 이러한 변화의 주기성을 분석함으로써 대상 객체의 호흡수에 관한 정보를 측정할 수 있다. 또한, 마이크로파 센서는 반사 마이크로파 레이더 신호의 수신 시간을 확인함으로써 마이크로파 센서로부터 대상 객체 사이의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 반사 마이크로파 레이더 신호는, 마이크로파 센서에 의해 방사된 후 대상 객체에 대해 반사되어 되돌아올 수도 있지만, 의도치 않게 대상 객체 이외의 다른 객체에 대해 반사되어 마이크로파 센서로 다시 수신될 수도 있다. 여기서, 대상 객체 이외의 다른 객체란 벽이나 주변에 존재하는 물체일 수 있다. 따라서, 올바른 분석을 위해서는 대상 객체에 대해 반사되어 돌아오는 마이크로파 레이더 신호만을 필터링할 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사 마이크로파 레이더 신호 중에서 비주기적 신호(예컨대, 주기성이 전혀 없거나 주기성의 규칙이 소정의 기준 범위에 속하지 않는 신호)를 대상 객체 이외의 다른 객체에 의해 반사된 신호로 추정하여 제거한다. 일반적으로 대상 객체 이외의 다른 객체는 움직임이 없거나(예컨대, 벽 또는 고정된 물체의 경우), 적어도 비주기적인 움직임만이 있으므로(예컨대, 바람에 의해 일시적으로 물체가 흔들리는 경우), 비주기적 신호를 제거하고 주기적 신호만을 분석하여 생체 정보를 획득하는 것으로 이해할 수 있다.
한편, 주기적 신호 중에서도 일부는 생체 정보와 무관한 것이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 대상 객체의 주변에 선풍기가 동작하고 있는 경우, 선풍기 팬(fan)의 회전에 따른 주기성이 측정될 수 있다. 그러나 일반적으로 사람의 정상적인 호흡 주파수는 대략 12 내지 25Hz 전후(즉, 분당 12회 내지 25회 전후)이기 때문에, 마이크로파 센서가 수신한 반사 마이크로파 레이더 신호에 존재하는 주기적 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위를 벗어난 주기적 신호(예를 들어, 12Hz 미만 또는 25Hz를 초과하는 주기적 신호)를 제거함으로써, 생체 정보와 무관한 움직임으로 인한 주기적 신호는 제거하고 생체 정보와 관련된 주기적 신호만을 분석하여 생체 정보를 획득할 수 있다. 한편, 12 내지 25Hz의 범위는 예시적인 것일 뿐이며, 구현에 따라 그 범위를 다르게 설정할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계에서 일반적인 사람의 정상적인 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출함으로써 생체 정보를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 추출된 주기적 신호의 주기성을 분석하여 대상 객체의 호흡수에 관한 정보를 도출할 수 있다. 이를 테면, 추출된 주기적 신호의 주기를 대상 객체의 호흡수 주기로 추정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계에서 일반적인 사람의 정상적인 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출한 후, 그러한 주기적 신호를 반사하는 대상 객체가 존재함을 판단할 수 있으며, 아울러 그러한 주기적 신호를 반사하는 대상 객체와 마이크로파 센서 사이의 거리도 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주기적 신호를 반사하는 대상 객체와 마이크로파 센서 사이의 거리가 측정된 이후, 반사 마이크로파 레이더 신호 중에서 대상 객체로부터 반사되는 반사 마이크로파 레이더 신호의 변화를 분석함으로써 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 도출할 수도 있다. 즉, 마이크로파 센서와 대상 객체 사이의 거리에 근거하여 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 도출할 수 있다. 마이크로파 센서와 대상 객체 사이의 거리를 미리 파악하고 있기 때문에, 대상 객체에 의해 발생되는 비주기적 움직임을 다른 물체에 의해 발생되는 비주기적 움직임과는 구별할 수 있다. 다시 말해, 마이크로파 센서가 소정의 비주기적 움직임에 따른 반사 마이크로파 레이더 신호를 수신하더라도, 그러한 비주기적 움직임에 따른 반사 마이크로파 레이더 신호가 발생된 거리를 측정하여 대상 객체와의 거리와 비교해 보면, 해당 움직임이 대상 객체에 의한 움직임인지 아니면 다른 물체에 의한 움직임인지 여부를 확인할 수 있다. 한편, 움직임에 관한 정보는 소정 기준치 이상의 빠른 움직임에 관한 정보와 소정 기준치 이하의 느린 움직임에 관한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 센서가 적어도 하나의 환경 센서를 포함할 수 있다. 환경 센서는 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 환경에 관한 정보는 소음, 미세먼지, 조도 및 이산화탄소 양 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다.
스마트 센서가 마이크로 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하고, 적어도 하나의 환경 센서를 이용하여 환경에 관한 정보를 획득하면, 획득한 정보를 라우터로 전달하여 서버에 전송하도록 할 수 있다.
서버는 대상 객체의 생체 정보와 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성할 수 있다. 대상 객체의 생체 정보에 관한 정보와 환경에 관한 정보를 각각 구별하여 이들을 별도의 시간대별 통계 자료로 생성할 수도 있다. 물론, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 통계 자료 생성 단계는 스마트 센서의 프로세서에 의해 수행될 수도 있다. 다시 말해, 스마트 센서의 프로세서에 의해 통계 자료가 생성된 후, 생성된 통계 자료를 라우터를 통해 서버로 전달함으로써, 서버가 직접 통계 자료를 생성하지 않아도 되는 변형예도 가능한 것이다.
서버는 통계 자료를 이용하여 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계를 수행한다. 상태 정보는 대상 객체의 외출여부, 활동, 호흡 및 수면 중 적어도 어느 하나와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 외출여부에 관한 정보는 대상 객체가 소정의 공간에 재실하고 있는지 여부를 나타내는 정보로서, 대상 객체가 마이크로파 센서로부터 소정의 반경 내에 존재하는지 여부를 식별한다. 활동에 관한 정보는 대상 객체가 휴식 중인지 수면 중인지 여부를 나타내는 정보이다. 호흡에 관한 정보는 대상 객체의 시간대별 호흡수에 관한 정보 또는 호흡 상태가 정상적인지 비정상적인지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 호흡 상태는 대상 객체의 호흡수에 관한 정보를 이용하여 비정상적 기침 여부가 존재하는지 여부를 식별함으로써(예컨대, 비정상적으로 기침을 반복적으로 하는 경우) 호흡 상태의 정상 여부를 판별할 수도 있다. 수면에 관한 정보는 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질을 식별할 수 있다. 예를 들어, Deep, LightS1, LightS2, Wake 등과 같은 등급을 부여하여 수면의 품질을 식별할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 레이더 신호를 이용한 생체 정보 모니터링 방법과 관련된 예시적인 사용자 인터페이스를 도시한 도면으로서, 전술한 상태 정보를 사용자 또는 관리자에게 디스플레이하는 사용자 인터페이스의 예시이다. 예를 들어, 도 3은 실시간 상태 정보를 디스플레이하는 사용자 인터페이스이고, 도 4는 하루 중의 상태 정보를 시간대별로 디스플레이하는 사용자 인터페이스이며, 도 5a 및 도 5b는 상태 정보의 패턴을 분석하여 디스플레이하는 두 가지 예시적인 사용자 인터페이스이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생체 정보 모니터링 방법은, 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질에 대한 문제점의 원인을 대상 객체의 생체 정보와 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료에 근거하여 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 서버는 수면 품질에 대한 문제점의 원인이 대상 객체의 생체 정보와 관련하여 문제가 된 것인지 혹은 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보와 관련하여 문제가 된 것인지를 분석할 수 있다. 수면에 문제가 있는 사람들은 수면 상태에 관한 문제점을 직접 해결하고는 싶으나 문제점의 원인을 스스로 파악하기란 쉽지 않고, 병원에서 실시하는 수면다원검사를 개인적으로 실시하기에도 비용적 부담이 크다. 또한, 병원에서 수면다원검사를 실시할 때의 환경은 환자의 수면 환경과 상이하기 때문에, 환자의 수면에 부정적 영향을 끼치는 것이 환자 본인의 건강 상태 때문인 것인지 아니면 환자가 수면을 하는 환경에 의한 것인지 여부를 확인할 수도 없다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수면 품질에 대한 문제점의 원인이 대상 객체의 생체 정보와 관련하여 문제가 된 것인지 혹은 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보와 관련하여 문제가 된 것인지를 분석할 수 있다. 예를 들어, 측정된 환경에 관한 정보에 따라, 소음, 미세먼지, 조도 및 이산화탄소 양 중 적어도 하나가 수면 장애를 일으키는 것인지 여부를 분석할 수 있다. 만약, 수면이 진행되는 동안 수집된 환경에 관한 정보에는 특별히 이상한 점이 발견된다면, 수면 환경을 개선하는 것만으로도 수면 장애를 쉽게 해소할 수 있을 것이다.
한편, 수면 품질과 관련된 정보는 대상 객체의 호흡수 및 대상 객체의 움직임에 관한 정보에 기초하여 평가할 수 있다. 대상 객체의 호흡수 변화에 따라 대상 객체가 얼마나 안정적으로 수면을 하고 있는지 판단할 수 있으며, 또한 대상 객체의 움직임에 관한 정보에 따라 대상 객체의 뒤척임 정도를 판단할 수 있으므로, 두 가지 정보 모두에 기초하여 수면 품질과 관련된 정보를 평가할 경우 더욱 정확한 수면 품질 평가가 가능해진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 객체에 대해 소정의 이벤트가 발생할 경우 서버가 사용자 단말(예컨대, 관리자 단말 또는 사용자 단말)로 그러한 이벤트가 발생했음을 통지할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 대상 객체(예컨대, 독거노인인 부모님)의 수면 상태가 Deep에 해당할 경우 "부모님이 Deep Sleep 상태입니다"라는 메시지를 보호자에게 전송할 수 있으며, 대상 객체의 호흡 상태가 비정상적이라는 것이 판정될 경우 "부모님의 호흡 상태가 불안정합니다"라는 메시지를 보호자에게 전송할 수도 있다. 메시지는 SMS, e-mail 등일 수도 있고, 별도로 설치된 사용자 애플리케이션을 통해 전송되는 메시지일 수도 있다.
이벤트가 발생하는 조건은 대상 객체에 따라 개별적으로 달리 설정할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 실시간 이벤트 설정 화면을 통해 관리자 또는 사용자가 직접 이벤트 발생 조건을 설정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마이크로파 센서와 대상 객체 사이의 거리에 관한 정보에 기초하여 특정 이벤트 발생 여부를 확인할 수도 있다. 예를 들어, 마이크로파 센서로부터의 거리에 기초한 복수의 위치 영역을 분할하여, 각 위치 영역 중에서 대상 객체가 존재하는 위치 영역을 판단하고, 그 위치 영역에서 머무는 시간을 계산함으로써, 대상 객체에 대해 발생한 이벤트 발생 상황을 판단할 수 있다. 이를 테면, 독거노인과 같은 대상 객체가 화장실 영역으로 가서 미리 정해진 시간 동안 복귀하지 않고 있는지 판단하여, 그러한 상황이 발생했을 경우에 사용자 단말로 통지 메시지를 알람의 형태로 제공함으로써 위험 상황을 알려줄 수 있다. 또는, 야간 시간대에 외출 영역으로 가서 미리 정해진 시간(예를 들어, 2시간)동안 복귀하지 않으면 사용자 단말(예컨대, 보호자의 단말)로 알람을 제공할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스피커와 마이크를 포함하는 시스템을 이용함으로써, 대상 객체와 상호 작용 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 스피커를 이용하여 대상 객체에게 제1 음성 메시지(예컨대, "오늘 저녁은 드셨나요?" 또는 "식사 후에 고혈압약은 챙겨 드셨나요?" 등과 같은 메시지)를 출력할 수 있고, 이에 대한 대상 객체의 음성 응답(예컨대, "저녁 먹었어요." 또는 "약을 먹지 않았네요." 등과 같은 응답)을 마이크를 이용하여 입력받을 수 있다. 그 이후, 대상 객체로부터의 음성 응답이 분석되고, 분석된 음성에 기초하여 대상 객체에게 제2 음성 메시지(예컨대, "잘하셨어요." 또는 "그러면 지금 약을 드셔야 되겠어요.")를 출력할 수 있다. 대상 객체로부터 입력된 음성을 분석하는 단계는 별도의 음성 분석 서버를 통해 수행될 수도 있으나, 스마트 센서 내부의 프로세서를 통해 직접 분석될 수도 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전술된 실시예들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 및 이를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체나 프로그램 명령은 본 발명의 실시예들에 적용하기 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래쉬 메모리 등과 같은 프로그램 명령어들을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
전술된 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관한 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 앞서 설명된 실시예들은 단지 예시적인 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 실시예들의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 앞서 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 생체 정보 모니터링 시스템에 의해 수행되는 방법으로서,
마이크로파 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하는 단계 - 상기 대상 객체의 생체 정보는 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리, 상기 대상 객체의 호흡수, 및 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 포함함 - 와,
적어도 하나의 환경 센서를 이용하여 상기 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보를 수집하는 단계 - 상기 환경에 관한 정보는 소음, 미세먼지, 조도 및 이산화탄소 양 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함함 - 와,
상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성하는 단계와,
상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 생성하는 단계와,
상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계 - 상기 상태 정보는 상기 대상 객체의 외출여부, 활동, 호흡 및 수면과 관련된 정보를 포함함 - 와,
상기 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질에 대한 문제점의 원인을 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료와 상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료에 근거하여 분석하는 단계와,
스피커를 이용하여 상기 대상 객체에게 제1 음성 메시지를 출력하는 단계와,
마이크를 이용하여 상기 대상 객체로부터 음성을 입력받는 단계와,
상기 대상 객체로부터의 음성을 분석하는 단계와,
상기 분석된 음성에 기초하여 상기 대상 객체에게 제2 음성 메시지를 출력하는 단계
를 포함하되,
상기 마이크로파 센서를 이용하여 대상 객체의 생체 정보를 측정하는 단계는, 상기 마이크로파 센서에 의해 방사된 후 상기 대상 객체 또는 상기 대상 객체 이외의 다른 객체에 대해 반사되어 상기 마이크로파 센서에 의해 수신되는 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계를 포함하고,
상기 반사 마이크로파 레이더 신호를 분석하는 단계는,
상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 비주기적 신호를 제거하는 단계와,
상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위를 벗어난 주기적 신호를 제거하는 단계와,
상기 반사 마이크로파 레이더 신호 중 인간의 호흡 주기와 관련된 소정의 주기 범위 내의 주기적 신호를 추출하는 단계와,
상기 추출된 주기적 신호의 주기성을 분석하여 상기 대상 객체의 호흡수에 관한 정보를 도출하는 단계와,
상기 추출된 주기적 신호가 반사된 거리를 계산하여 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 관한 정보를 도출하는 단계
상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 근거하여 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보를 도출하는 단계
를 포함하고,
상기 대상 객체가 수면하는 동안의 수면 품질에 대한 문제점의 원인을 상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료와 상기 환경에 관한 정보에 대한 시간대별 통계 자료에 근거하여 분석하는 단계는, 상기 수면 품질에 대한 문제점의 원인이 상기 대상 객체의 생체 정보와 관련하여 문제가 된 것인지 혹은 상기 대상 객체가 존재하는 환경에 관한 정보와 관련하여 문제가 된 것인지를 분석하는 단계를 포함하고,
상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계는, 상기 대상 객체의 호흡수 및 상기 대상 객체의 움직임에 관한 정보에 기초하여 상기 수면과 관련된 정보를 평가하는 단계를 포함하고,
상기 대상 객체의 생체 정보에 대한 시간대별 통계 자료를 이용하여 상기 대상 객체의 상태 정보를 평가하는 단계는 또한,
상기 마이크로파 센서로부터의 거리에 기초한 복수의 위치 영역을 분할하는 단계와,
상기 복수의 위치 영역 중 상기 대상 객체가 진입한 위치 영역을 상기 마이크로파 센서와 상기 대상 객체 사이의 거리에 관한 정보에 기초하여 판단하는 단계와,
상기 대상 객체가 진입한 상기 위치 영역에 상기 대상 객체가 머무르는 시간을 계산하는 단계
를 포함하고,
상기 대상 객체가 진입한 상기 위치 영역과 상기 대상 객체가 머무르는 시간에 기초한 미리 설정된 이벤트 조건이 충족되면, 이벤트 조건이 충족되었음을 알려주는 통지를 사용자 단말로 제공하는
생체 정보 모니터링 방법.
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