KR102115079B1 - 사용자 인증을 위한 스마트 깔창 및 스마트 신발, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치 - Google Patents

사용자 인증을 위한 스마트 깔창 및 스마트 신발, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치 Download PDF

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Abstract

사용자 인증을 위한 족압을 생성하는 스마트 깔창 및 스마트 신발과, 족압을 이용하여 사용자 인증을 수행하는 사용자 인증 장치가 개시된다. 개시된 사용자 인증을 위한 스마트 깔창은 미리 설정된 패턴으로 배치되는 복수의 압력 센서; 및 족압을 이용하는 사용자 인증 장치로 상기 압력 센서에서 측정된 족압값을 전송하는 데이터 통신부를 포함한다.

Description

사용자 인증을 위한 스마트 깔창 및 스마트 신발, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치{SMART INSOLE AND SMART SHOES FOR USER AUTHENTICATION, USER AUTHENTICATION APPARATUS USING FOOT PRESSURE}
본 발명은 사용자 인증을 위한 스마트 깔창 및 스마트 신발, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자 인증을 위한 족압을 생성하는 스마트 깔창 및 스마트 신발과, 족압을 이용하여 사용자 인증을 수행하는 사용자 인증 장치에 관한 것이다.
최근 보안이 사회 이슈로 떠오르면서, 다양한 사용자 인증 방법이 연구되고 있다. 그리고 강력한 보안성을 제공하는 생체 정보를 이용하는 사용자 인증 방법이 상용화되고 있다. 예컨대, 지문이나 홍체 인식을 이용하는 스마트폰 등이 출시되고 있다.
하지만 이러한 신체적 특징을 이용하는 사용자 인증 방법은 생체 정보가 한번 유출되면 생체 정보를 변경하여 인증하기 어려운 단점이 있다. 이에 최근에는 사용자의 행동 특성 예컨대, 걸음걸이나 제스쳐 등을 이용하는 사용자 인증 방법이 연구되고 있다.
관련 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2017-0049994호가 있다.
본 발명은 사용자 인증을 위한 족압을 생성하는 스마트 깔창 및 스마트 신발과, 족압을 이용하여 사용자 인증을 수행하는 사용자 인증 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 패턴으로 배치되는 복수의 압력 센서; 및 족압을 이용하는 사용자 인증 장치로 상기 압력 센서에서 측정된 족압값을 전송하는 데이터 통신부를 포함하는 사용자 인증을 위한 스마트 깔창을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 미리 설정된 패턴으로 배치되는 복수의 압력 센서; 및 족압을 이용하는 사용자 인증 장치로 상기 압력 센서에서 측정된 족압값을 전송하는 데이터 통신부를 포함하는 스마트 신발을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자가 착용한 신발 또는 상기 신발의 깔창으로부터 상기 사용자의 족압값을 수신하는 데이터 통신부; 및 상기 수신된 족압값과 미리 등록된 상기 사용자에 대한 족압값을 비교하여, 상기 사용자에 대한 인증을 수행하는 인증 처리부를 포함하는 족압을 이용하는 사용자 인증 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 보행자의 걸음걸이에 따른 족압에 기반하여 사용자 인증이 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사용자의 보행 중에 사용자 인증이 이루어질 수 있으므로, 사용자 인증을 위한 특정 동작을 사용자에게 요구할 필요가 없으며, 두손에 짐을 들고 있는 등 두 손을 사용할 수 없는 환경에서도 사용자 인증이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 족압을 이용하는 사용자 인증 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 깔창을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 인증 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
사람마다 걸음걸이 특성이 서로 다르며, 이러한 걸음걸이의 특성에 따라서 사용자의 신발에 인가되는 발의 압력(족압)의 패턴도 다르게 나타낸다.
예컨대, 보행중 무게 중심이 앞으로 쏠리는 보행자의 경우 발가락쪽 족압이 발꿈치쪽 족압보다 상대적으로 높을 것이며, 보행중 무게 중심이 뒤로 쏠리는 보행자의 경우 발꿈치쪽 족압이 발가락쪽 족압보다 상대적으로 높을 것으로 쉽게 예상할 수 있다. 또한 팔자걸음으로 걷는 보행자의 경우 그렇지 않은 보행자에 비해, 발날 및 발꿈치쪽 족압이 상대적으로 높을 것으로 쉽게 예상할 수 있다.
이에 본 발명은 사람의 걸음걸이 특성에 따라서 신발에 인가되는 족압역시 달라진 다는 점에 착안하여, 족압을 이용하는 사용자 인증 시스템을 제안한다. 본 발명에 따른 사용자 인증 시스템은, 사용자 인증을 위한 스마트 깔창 또는 스마트 신발과, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치를 포함한다. 스마트 깔창 또는 스마트 신발은 보행중 사용자의 족압을 측정하여 사용자 인증 장치로 전송하며, 사용자 인증 장치는 족압을 이용하여 사용자 인증을 수행한다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 족압을 이용하는 사용자 인증 시스템을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 깔창을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서는 본 발명에 따른 사용자 인증 시스템이 자동문 시스템(130)에 적용된 실시예가 설명된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 인증 시스템은, 사용자 인증을 위한 스마트 깔창(210) 및 족압을 이용하는 사용자 인증 장치(120)를 포함한다. 스마트 깔창(210)은 사용자의 신발(110)에 포함되며, 실시예에 따라서 신발 한쪽에만 포함되거나 또는 양쪽의 신발에 모두 포함될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 깔창(210)은 미리 설정된 패턴으로 배치되는 복수의 압력 센서(211) 및 데이터 통신부(221)를 포함한다. 도 2에서 11개의 동그라미들이 압력 센서를 나타낸다. 압력 센서(211)는 깔창 내부에 포함되어 배치거나 또는 족압값을 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 스마트 깔창 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 그리고 압력 센서(221)의 개수 및 배치 패턴은 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
압력 센서(211)에 의해 측정된 족압값은, 데이터 통신부(221)에 의해 사용자 인증 장치(120)로 전송된다. 데이터 통신부(221)는 스마트 깔창 외부로 노출되지 않도록 스마트 깔창 내부에 포함되어 배치될 수 있다.
데이터 통신부(221)는 사용자 인증 장치(120)로부터 미리 설정된 거리 내에 스마트 깔창(210)이 위치할 경우, 족압값을 전송할 수 있다. 그리고 이러한 거리는 사용자가 사용자 인증 장치(120)에 도달하기까지 걸음을 유도하는 거리로서, 데이터 통신부(221)는 미리 설정된 거리 내에서 사용자가 걷는 동안 측정된 족압값을, 사용자 인증 장치(120)로 전송할 수 있다.
예컨대, 사용자 인증 장치(120)로부터 5m 떨어진 거리 이내에 신발을 착용한 사용자가 진입한 경우, 데이터 통신부(221)는 사용자가 5m를 걷는 동안 측정된 족압값을 사용자 인증 장치(120)로 전송할 수 있다.
걸음을 유도하는 거리가 지나치가 클 경우, 데이터 통신부(221)의 소모 전력이 증가할 수 있기 때문에, 데이터 통신부(221)의 소비 전력, 스마트 깔창(210)의 전력원 등을 고려하여 걸음을 유도하는 거리가 결정될 수 있다. 그리고 실시예에 따라서, 에너지 하베스터가 스마트 깔창(210)의 전력원으로 이용될 수 있다.
또는 걸음을 유도하는 거리가 지나치가 클 경우, 사용자가 사용자 인증을 의도하지 않은 경우에도 사용자 인증이 이루어져 자동문이 오픈될 수 있으므로, 사용자의 사용자 인증 의도가 반영될 수 있도록 걸음을 유도하는 거리가 결정될 필요가 있다.
일실시예로서 사용자의 걸음을 유도하는 거리는 사용자 인증 장치(120)의 통신 범위에 대응될 수 있다. 데이터 통신부(221)는 사용자 인증 장치(120)의 통신 범위에 진입할 경우, 사용자 인증 장치(120)의 무선 신호를 감지하여 사용자 인증 장치(120)로부터 미리 설정된 거리 내에 스마트 깔창(210)이 위치하였는지 여부를 판단할 수 있다.
사용자 인증 장치(120)는 데이터 통신부(221)로부터 수신된 족압값과 미리 등록된 사용자의 족압값을 비교하여 스마트 깔창(210)을 착용산 사용자에 대한 인증을 수행한다. 그리고 사용자 인증 장치(120)의 인증 결과에 따라서, 자동문 시스템(130)은 자동문을 오픈할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 스마트 깔창이 족압값을 측정하고 전송하는 일실시예가 설명되었으나, 압력 센서 및 데이터 통신부는 스마트 깔창이 아닌 사용자가 착용하는 신발의 어느 부분에 포함되어도 무방하다. 실시예에 따라서는 스마트 신발이 족압값을 측정하고 전송할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 신발은 일반 깔창을 구비하며, 스마트 깔창과 같이 복수의 압력 센서 및 데이터 통신부를 포함할 수 있다. 이 때, 압력 센서와 데이터 통신부는 스마트 신발의 밑창에 포함될 수 있다. 또는 실시예에 따라서, 복수의 압력 센서는 깔창에 포함되고, 통신부는 신발의 다른 부분에 실장될 수 있다. 압력 센서는 사용자의 보행중 족압값을 측정할 수 있는 신발의 영역에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 보행자의 걸음걸이에 따른 족압에 기반하여 사용자 인증이 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사용자의 보행 중에 사용자 인증이 이루어질 수 있으므로, 사용자 인증을 위한 특정 동작을 사용자에게 요구할 필요가 없으며, 두손에 짐을 들고 있는 등 두 손을 사용할 수 없는 환경에서도 사용자 인증이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 인증 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 인증 장치는 데이터 통신부(310) 및 인증 처리부(320)를 포함한다. 그리고 실시예에 따라서 카메라(320) 및 메시지 전송부(330)를 더 포함할 수 있다.
데이터 통신부(310)는 사용자가 착용한 신발 또는 신발의 깔창으로부터 사용자의 족압값을 수신한다. 사용자가 착용한 신발 또는 신발의 깔창에는 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이 미리 설정된 패턴으로 복수의 압력 센서들이 배치되며, 수신되는 족압값은 보행중인 사용자의 족압값일 수 있다.
인증 처리부(320)는 데이터 통신부(310)에서 수신된 족압값과 미리 등록된 사용자에 대한 족압값을 비교하여, 사용자에 대한 인증을 수행한다. 미리 등록된 사용자에 대한 족압값은 보행중인 사용자의 족압값이며, 실시예에 따라서 다양한 사용자 인증 방법이 사용될 수 있다.
일실시예로서, 인증 처리부(320)는 압력 센서에 대한 족압값의 분포 패턴을 비교하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다. 예컨대, 사용자가 3개의 압력 센서를 포함하는 신발을 이용할 경우, 제1압력 센서에서 최대 족압값, 제2압력 센서에서 최소 족압값 및 제3압력 센서에서 중간 족압값이 측정될 수 있다. 이러한 족압값의 분포 패턴이, 사용자에 대한 미리 등록된 족압값의 분포 패턴과 매칭될 경우, 인증 처리부(320)는 사용자에 대한 인증이 성공한 것으로 처리할 수 있다.
이 때, 인증 처리부(320)는 수신된 족압값 중에서, 사용자의 특성이 가장 잘 반영되는 특정 걸음의 족압값을 선택하거나 모든 족압값에 대하여 사용자 인증을 수행할 수 있다. 수신되는 족압값은 사용자가 사용자 인증 장치(120)로부터 미리 설정된 거리 내에서 보행하는 동안 수신되는 값으로서, 시계열 데이터이기 때문에, 모든 족압값에 대하여 사용자 인증을 수행할 경우 로드가 증가할 수 있으며, 따라서 인증 처리부(320)는 시계열 데이터인 족압값 중 일부를 선택적으로 사용자 인증에 이용할 수 있다.
또는 인증 처리부(320)는 기계 학습을 이용하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수도 있다. 그리고 인증 처리부(320)는 사용자 인증을 위한 전처리를 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카메라(330)는 사용자의 다리 이미지를 생성하며, 인증 처리부(320)는 다리 이미지를 이용하여 사용자의 걸음걸이 패턴을 분석하고, 분석 결과를 추가로 이용하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다.
인증 처리부(320)는 다리 이미지로부터 보행하는 사용자의 걸음걸이를 나타내는 다양한 특징을 분석하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있으며, 일실시예로서 무릎의 이동 패턴이나 굽힘 각도를 분석하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다. 족압값과 마찬가지로 보행시 사용자의 무릎의 이동 패턴이나 굽힘 각도는 미리 사용자 인증 장치(120)에 등록될 수 있으며, 인증 처리부(320)는 등록 결과와 분석 결과를 비교하여 사용자에 대한 인증을 수행할 수 있다.
인증 처리부(320)는 족압값 기반의 사용자 인증과 이미지 기반의 사용자 인증이 모두 성공하는 경우, 최종적으로 사용자에 대한 인증이 성공한 것으로 처리할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 족압 뿐만 아니라 이미지 기반으로 걸음걸이 패턴을 분석함으로써 보안성을 더욱 강화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용자에 대한 인증이 성공한 경우, 메시지 전송부(340)는 인증 결과를 미리 지정된 모바일 단말로 전송할 수 있다. 예컨대, 도 1과 같이 자동문 시스템의 경우, 메시지 전송부(340)는 자동문이 열린 경우 자동문이 열린 상태를 나타내는 메시지를 사용자의 부모나 조부모의 모바일 단말로 전송할 수 있다.
또는 메시지 전송부(340)는 사용자 인증 여부와 무관하게 자동문이 열린 상태를 나타내는 메시지를 미리 지정된 모바일 단말로 전송할 수 있다. 따라서, 권한없이 침입하는 침입자가 발생한 경우, 사용자는 메시지를 통해 불법 침입을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 사용자가 착용한 신발 또는 상기 신발의 깔창으로부터 상기 사용자의 족압값을 수신하는 제1데이터 통신부;
    상기 사용자의 다리 이미지를 생성하는 카메라; 및
    상기 수신된 족압값과 미리 등록된 상기 사용자에 대한 족압값을 비교하고, 상기 다리 이미지로부터, 보행하는 사용자의 무릎의 이동 패턴 및 굽힘 각도를 분석하여, 상기 사용자에 대한 인증을 수행하는 인증 처리부를 포함하며,
    상기 신발 또는 깔창은
    미리 설정된 패턴으로 배치되는 복수의 압력 센서; 및
    상기 압력 센서에서 측정된 상기 족압값을 상기 사용자 인증 장치로 전송하는 제2데이터 통신부를 포함하며,
    상기 제2데이터 통신부는, 상기 사용자 인증 장치로부터 미리 설정된 거리 내에서 상기 사용자가 걷는 동안 측정된 족압값을 전송하며,
    상기 미리 설정된 거리는, 상기 사용자의 상기 신발 또는 깔창의 전력원 및 상기 제2데이터 통신부의 소비 전력에 따라서 결정되는
    족압을 이용하는 사용자 인증 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 사용자 인증 장치는
    자동문 시스템을 위한 사용자 인증 장치인
    족압을 이용하는 사용자 인증 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 자동문이 열린 경우, 상기 자동문이 열린 상태를 나타내는 메시지를 미리 지정된 모바일 단말로 전송하는 메시지 전송부
    를 더 포함하는 족압을 이용하는 사용자 인증 장치.
KR1020180036345A 2018-03-29 2018-03-29 사용자 인증을 위한 스마트 깔창 및 스마트 신발, 족압을 이용하는 사용자 인증 장치 KR102115079B1 (ko)

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KR101639161B1 (ko) * 2015-06-24 2016-07-12 이화여자대학교 산학협력단 골격 정보를 이용한 사용자 인증 방법

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