KR102285632B1 - Health abnormality detection system and method using gait pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들은 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하거나 사용자와의 거리를 측정하는 비착용형센서, 상기 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서, 상기 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석부, 상기 감지된 충격 또는 움직임을 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석부 및 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합부를 포함하여 구성되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 및 방법을 제공한다.
이에, 본 발명의 실시예들은 저비용으로 일상 환경에서 용이하고 정확하게 보행패턴을 분석할 수 있다.Embodiments of the present invention are a non-wearable sensor for generating image information by photographing a user or measuring a distance to the user, a wearable sensor worn by the user and sensing an impact with the ground or a user's movement, the image information Or a first analysis unit for extracting a first gait parameter based on the measured distance, a second analysis unit for extracting a second gait parameter based on the sensed impact or movement, and the first gait parameter and the second gait parameter Provides a health abnormality detection system and method using a gait pattern comprising a fusion unit for calculating the user's gait pattern information by fusion.
Accordingly, embodiments of the present invention can easily and accurately analyze a gait pattern in a daily environment at a low cost.
Description
본 발명은 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 보행패턴을 이용하여 건강이상을 정확하고 효율적으로 감지하기 위한 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for detecting health abnormalities using a gait pattern, and more particularly, to a system and method for detecting health abnormalities using a gait pattern for accurately and efficiently detecting health abnormalities using a gait pattern. .
인간의 보행은 두 발을 사용하여 하나의 지점으로부터 다른 지점으로 교대로 이동하는 반복적인 동작으로써, 균형과 힘의 복잡한 기작의 결과물이다.Human gait is a repetitive motion that alternately moves from one point to another using both feet, and is the result of a complex mechanism of balance and strength.
따라서, 보행패턴을 분석하면 신체적, 신경학적 이상을 진단할 수 있고 특히 고령화 사회에서 노약자의 건강을 조기 진단할 수 있다.Therefore, by analyzing the gait pattern, it is possible to diagnose physical and neurological abnormalities, and in particular, early diagnosis of the health of the elderly in an aging society.
예를 들면, 노약자의 경증 선행 증상으로 보행속도 감소, 보폭 감소, 팔 흔들림 감소, 보행 시 몸이 구부정하게 앞으로 굽는 자세 등과 같은 보행패턴 변화가 나타날 수 있다.For example, a change in the gait pattern such as a decrease in gait speed, decrease in stride length, decrease in arm sway, and a posture in which the body bends forward while walking may appear as mild antecedent symptoms of the elderly.
또한, 잘못된 보행동작은 두뇌, 인체구조, 관절 등에 이상 증상을 야기할 수 있으므로 보행패턴을 분석하여 보행동작을 교정하도록 함으로써 이상 증상을 방지할 수 있다.In addition, since an incorrect gait motion can cause abnormal symptoms in the brain, human body structure, joints, etc., abnormal symptoms can be prevented by analyzing the gait pattern to correct the gait motion.
이와 같이, 보행패턴분석은 병의 진단, 건강 유지, 재활치료 등 다양한 목적으로 사용될 수 있다.As such, the gait pattern analysis can be used for various purposes such as diagnosis of disease, maintenance of health, and rehabilitation treatment.
그런데, 종래의 방법으로 보행패턴을 분석하기 위해서는 사용자는 고가의 센서를 신체의 여러 부위에 부착해야 하거나 압력 매트와 같은 고가의 장비를 사용해야 하거나 압력 등을 측정하는 신발을 착용해야만 하므로 (i) 보행패턴분석이 불편할 수 있고 (ii) 센서설정시간이 오래 소요될 수 있고 (iii) 비용이 증가할 수 있고 (iv) 보행패턴분석 장소가 제한될 수 있고 (v) 평소와 다른 환경에서 보행을 하게 되므로 보행패턴이 부정확하게 분석될 수 있다. 종래의 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 중 하나를 살펴보면 다음과 같다.However, in order to analyze a gait pattern by the conventional method, the user has to attach expensive sensors to various parts of the body, use expensive equipment such as a pressure mat, or wear shoes that measure pressure. Pattern analysis may be inconvenient (ii) it may take a long time to set up the sensor, (iii) it may increase the cost, (iv) the place for analyzing the gait pattern may be limited, and (v) walking in a different environment than usual. The gait pattern may be analyzed inaccurately. One of the health abnormality detection systems using a conventional gait pattern is as follows.
국제공개특허 제2017/131347호는 보행 분석 시스템에 관한 것으로, 보행 분석 시스템은 보행자의 요추, 고관절, 무릎 및 발목에 부착되는 관성 센서, 상기 관성 센서의 위치를 측정하는 적어도 두 개 이상의 카메라, 상기 관성 센서 사이의 거리를 계산하는 연산부, 상기 관성 센서로부터 관절각과 가속도 값을 수신하는 수신부 및 상기 관성 센서 사이의 거리 변화, 상기 관절각 및 상기 가속도 값을 이용하여 상기 보행자의 보행 상태를 분석하는 보행 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.International Patent Publication No. 2017/131347 relates to a gait analysis system, wherein the gait analysis system includes an inertial sensor attached to the lumbar spine, hip joint, knee and ankle of a pedestrian, at least two cameras for measuring the position of the inertial sensor, and the A arithmetic unit for calculating the distance between the inertial sensors, a receiver for receiving the joint angle and acceleration values from the inertial sensor, and a change in distance between the inertial sensor, the joint angle and the acceleration value to analyze the walking state of the pedestrian It is characterized in that it includes an analysis unit.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들은 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하거나 사용자와의 거리를 측정하는 비착용형센서, 상기 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서, 상기 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석부, 상기 감지된 충격 또는 움직임을 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석부 및 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합부를 포함하여 구성되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problem, embodiments of the present invention are a non-wearable sensor that generates image information by photographing a user or measures a distance to the user, is worn by the user and detects an impact with the ground or a user's movement a wearable sensor, a first analysis unit for extracting a first gait parameter based on the image information or the measured distance, a second analysis unit for extracting a second gait parameter based on the sensed shock or movement, and the second analysis unit An object of the present invention is to provide a system and method for detecting health abnormalities using a gait pattern comprising a fusion unit for calculating gait pattern information of the user by fusing the first gait parameter and the second gait parameter.
또한, 본 발명의 실시예들은 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 사용자의 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 산출하고 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention calculate the user's foot position, arm position or skeletal information based on the image information or the measured distance, and calculate the first gait parameter based on the calculated foot position, arm position or skeletal information. An object of the present invention is to provide a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that extraction.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자가 지면을 디딜 때 지면과의 충격을 감지하는 관성센서를 이용하여 보행사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention provide a system for detecting health abnormalities using a walking pattern, characterized in that the gait cycle is extracted using an inertial sensor that detects an impact with the ground when a user steps on the ground. .
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자의 팔의 움직임을 감지하는 관성센서를 이용하여 사용자의 팔의 위치를 산출하고 산출된 팔의 위치를 기초로 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention calculate the position of the user's arm using an inertial sensor that detects the movement of the user's arm, and extract the swing cycle of the user's arm based on the calculated arm position. An object of the present invention is to provide a health abnormality detection system using a gait pattern.
또한, 본 발명의 실시예들은 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention correct or correspond to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter to calculate the gait pattern information of the user. An object of the present invention is to provide a detection system.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자 별로 추출된 복수의 제2보행파라미터 중에서 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention select one similar to the first gait parameter from among a plurality of second gait parameters extracted for each user and correct the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the selected second gait parameter An object of the present invention is to provide a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that the gait pattern information for the user corresponding to the selected second gait parameter is calculated.
또한, 본 발명의 실시예들은 산출된 보행패턴정보를 기초로 정상보행상태인지 여부를 판단하는 판단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention have an object to provide a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that it comprises a determination unit for determining whether or not a normal gait state based on the calculated gait pattern information.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자 별로 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하거나 사용자 별로 보행시간 또는 보행장소에 따라 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하고, 저장된 보행패턴정보가 정상상태인지 여부를 판단하거나 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the embodiments of the present invention distinguish and store the gait pattern information calculated for each user or store the gait pattern information calculated according to the walking time or place for each user, and determine whether the stored gait pattern information is in a normal state. An object of the present invention is to provide a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that determining whether or not converges to an abnormal gait state.
또한, 본 발명의 실시예들은 산출된 보행패턴정보가 비정상상태에 해당하거나 비정상상태로 수렴하는 것으로 판단되면 건강이상정보를 전송하는 고지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, embodiments of the present invention detect health abnormalities using a gait pattern, characterized in that it includes a notification unit that transmits health abnormality information when it is determined that the calculated gait pattern information corresponds to an abnormal state or converges to an abnormal state. The purpose is to provide a system.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하거나 사용자와의 거리를 측정하는 비착용형센서, 상기 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서, 상기 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석부, 상기 감지된 충격 또는 움직임을 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석부; 및 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합부를 포함하여 구성되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention for achieving the above object is a non-wearable sensor that generates image information by photographing a user or measures a distance to the user, is worn by the user and detects an impact with the ground or a user's movement a wearable sensor, a first analysis unit for extracting a first gait parameter based on the image information or the measured distance, a second analysis unit for extracting a second gait parameter based on the sensed impact or movement; And it provides a health abnormality detection system using a gait pattern comprising a fusion unit for calculating the gait pattern information of the user by fusing the first gait parameter and the second gait parameter.
일 실시예에서, 상기 제1보행파라미터는 보폭, 보행사이클, 관절각도, 상체기울기 및 팔의 스윙사이클 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1분석부는 상기 영상정보 또는 상기 측정된 거리를 기초로 상기 사용자의 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 산출하고 상기 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 상기 제1보행파라미터를 추출할 수 있다.In one embodiment, the first gait parameter includes at least one of a stride length, a gait cycle, a joint angle, an upper body tilt, and a swing cycle of the arm, and the first analysis unit is the image information or the measured distance based on the The user's foot position, arm position, or skeletal information may be calculated, and the first gait parameter may be extracted based on the calculated foot position, arm position or skeletal information.
일 실시예에서, 상기 착용형센서는 상기 사용자가 지면을 디딜 때 지면과의 충격을 감지하는 관성센서를 포함하고, 상기 제2보행파라미터는 보행사이클을 포함하고, 상기 제2분석부는 상기 충격이 발생하는 시간을 기초로 상기 보행사이클을 추출할 수 있다.In one embodiment, the wearable sensor includes an inertial sensor that detects an impact with the ground when the user steps on the ground, the second gait parameter includes a gait cycle, and the second analyzer includes the impact The gait cycle may be extracted based on the occurrence time.
일 실시예에서, 상기 착용형센서는 상기 사용자의 팔의 움직임을 감지하는 관성센서를 포함하고, 상기 제2보행파라미터는 팔의 스윙사이클을 포함하고, 상기 제2분석부는 상기 감지된 팔의 움직임을 기초로 상기 사용자의 팔의 위치를 산출하고 상기 산출된 팔의 위치를 기초로 상기 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출할 수 있다.In an embodiment, the wearable sensor includes an inertial sensor for detecting the movement of the user's arm, the second gait parameter includes a swing cycle of the arm, and the second analysis unit includes the detected arm movement The position of the user's arm may be calculated based on , and the swing cycle of the user's arm may be extracted based on the calculated position of the arm.
일 실시예에서, 상기 제2보행파라미터는 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 포함하고, 상기 융합부는 상기 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출할 수 있다.In one embodiment, the second gait parameter includes a gait cycle or arm swing cycle, and the fusion unit corrects or corresponds to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter. It is possible to calculate the user's walking pattern information.
일 실시예에서, 상기 제2분석부는 복수의 상기 사용자에게 착용된 복수의 상기 착용형센서에서 감지된 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 기초로 사용자 별로 제2보행파라미터를 추출하고, 상기 융합부는 복수의 상기 제2보행파라미터 중에서 상기 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 상기 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 상기 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출할 수 있다.In one embodiment, the second analysis unit extracts a second gait parameter for each user based on the user's movement or the impact with the ground sensed by the plurality of wearable sensors worn by the plurality of users, and the fusion unit Selecting one similar to the first gait parameter from among a plurality of the second gait parameters and correcting or matching the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the selected second gait parameter to determine the selected second gait parameter It is possible to calculate gait pattern information for the user corresponding to .
일 실시예에서, 상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 산출된 보행패턴정보를 기초로 정상보행상태인지 여부를 판단하는 판단부를 포함하여 구성될 수 있다.In an embodiment, the health abnormality detection system using the gait pattern may include a determination unit that determines whether the gait pattern is in a normal gait state based on the calculated gait pattern information.
일 실시예에서, 상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 사용자 별로 상기 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하거나 사용자 별로 보행시간 또는 보행장소에 따라 상기 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하는 관리부를 포함하고, 상기 판단부는 상기 저장된 보행패턴정보가 정상상태인지 여부를 판단하거나 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단할 수 있다.In one embodiment, the health abnormality detection system using the gait pattern is a management unit that distinguishes and stores the calculated gait pattern information for each user or distinguishes and stores the calculated gait pattern information according to a walking time or a walking place for each user. Including, the determination unit may determine whether the stored gait pattern information is in a normal state or whether it converges to an abnormal gait state.
일 실시예에서, 상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 산출된 보행패턴정보가 비정상상태에 해당하거나 비정상상태로 수렴하는 것으로 판단되면 건강이상정보를 전송하는 고지부를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the health abnormality detection system using the gait pattern may include a notification unit that transmits health abnormality information when it is determined that the calculated gait pattern information corresponds to an abnormal state or converges to an abnormal state.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 사용자를 촬영하거나 사용자와의 거리를 측정하는 비착용형센서로부터 영상정보 또는 거리정보를 입력받고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서로부터 충격 또는 움직임에 대한 정보를 입력받는 입력단계, 상기 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석단계, 상기 충격 또는 움직임에 대한 정보를 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석단계, 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합단계를 포함하여 구성되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법을 제공한다.In addition, another embodiment of the present invention for achieving the above object receives image information or distance information from a non-wearable sensor that captures a user or measures a distance to the user, and detects an impact with the ground or a user's movement An input step of receiving information on impact or movement from a wearable sensor, a first analysis step of extracting a first gait parameter based on the image information or distance information, a second analysis step on the basis of the information on the impact or movement A second analysis step of extracting a gait parameter, a convergence step of calculating the gait pattern information of the user by fusing the first gait parameter and the second gait parameter Provides a health abnormality detection method using a gait pattern .
이상과 같이, 본 발명의 실시예들은 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하거나 사용자와의 거리를 측정하는 비착용형센서, 상기 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서, 상기 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석부, 상기 감지된 충격 또는 움직임을 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석부 및 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합부를 포함하여 구성되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템 및 방법을 제공함으로써, 저비용으로 일상 환경에서 용이하고 정확하게 보행패턴을 분석할 수 있다.As described above, embodiments of the present invention include a non-wearable sensor for generating image information by photographing a user or measuring a distance from a user, a wearable sensor worn by the user and sensing an impact with the ground or a user's movement , a first analysis unit for extracting a first gait parameter based on the image information or the measured distance, a second analysis unit for extracting a second gait parameter based on the sensed impact or movement, and the first gait parameter and By providing a health abnormality detection system and method using a gait pattern comprising a convergence unit for calculating the gait pattern information of the user by fusion of the second gait parameter, it is possible to easily and accurately analyze a gait pattern in a daily environment at low cost. there is.
또한, 본 발명의 실시예들은 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 사용자의 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 산출하고 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 다양한 보행파라미터를 용이하게 얻을 수 있어서 보행패턴을 저비용으로 다각도로 분석할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention calculate the user's foot position, arm position or skeletal information based on the image information or the measured distance, and calculate the first gait parameter based on the calculated foot position, arm position or skeletal information. By providing a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that it is extracted, it is possible to easily obtain various gait parameters and analyze the gait pattern from various angles at low cost.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자가 지면을 디딜 때 지면과의 충격을 감지하는 관성센서를 이용하여 보행사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 저비용으로 용이하게 보행파라미터의 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, embodiments of the present invention provide a health abnormality detection system using a gait pattern characterized in that the user extracts the gait cycle using an inertial sensor that detects an impact with the ground when the user steps on the ground, making it easy at low cost In this way, the accuracy of the walking parameters can be improved.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자의 팔의 움직임을 감지하는 관성센서를 이용하여 사용자의 팔의 위치를 산출하고 산출된 팔의 위치를 기초로 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 저비용으로 용이하게 보행파라미터의 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, embodiments of the present invention calculate the position of the user's arm using an inertial sensor that detects the movement of the user's arm, and extract the swing cycle of the user's arm based on the calculated arm position. By providing a health abnormality detection system using a gait pattern, it is possible to easily improve the accuracy of a gait parameter at a low cost.
또한, 본 발명의 실시예들은 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 저비용으로 추출된 다양한 보행파라미터(제1보행파라미터)의 정확도를 저비용으로 용이하게 향상시킬 수 있다.In addition, embodiments of the present invention correct or correspond to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter to calculate the gait pattern information of the user. By providing the sensing system, the accuracy of various gait parameters (first gait parameter) extracted at low cost can be easily improved at low cost.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자 별로 추출된 복수의 제2보행파라미터 중에서 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 복수의 사용자 중에서 제1보행파라미터에 대응되는 사용자를 용이하게 추정하여 사용자 별로 보행패턴을 분석할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention select one similar to the first gait parameter from among a plurality of second gait parameters extracted for each user and correct the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the selected second gait parameter By providing a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that the gait pattern information for the user corresponding to the selected second gait parameter is calculated in correspondence with the second gait parameter, the user corresponding to the first gait parameter among a plurality of users is facilitated. It is possible to analyze the gait pattern for each user by estimating it.
또한, 본 발명의 실시예들은 산출된 보행패턴정보를 기초로 정상보행상태인지 여부를 판단하는 판단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 보행패턴분석을 이용한 건강이상감지 서비스를 제공할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention provide a gait pattern analysis by providing a health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that it comprises a determination unit for determining whether or not a normal gait state based on the calculated gait pattern information. It is possible to provide a health abnormality detection service used.
또한, 본 발명의 실시예들은 사용자 별로 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하거나 사용자 별로 보행시간 또는 보행장소에 따라 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하고, 저장된 보행패턴정보가 정상상태인지 여부를 판단하거나 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 제공함으로써, 맞춤형 건강이상감지 서비스를 제공할 수 있고 건강이상감지의 정확도를 향상시킬 수 있으며 사용자가 정상보행상태에서 비정상보행상태로 전이되기 전에 건강이상을 예측할 수 있다.In addition, the embodiments of the present invention distinguish and store the gait pattern information calculated for each user or store the gait pattern information calculated according to the walking time or place for each user, and determine whether the stored gait pattern information is in a normal state. By providing a health abnormality detection system using a gait pattern, which is characterized by determining whether judging or converges to an abnormal gait state, it is possible to provide a customized health abnormality detection service, improve the accuracy of health abnormality detection, and Health abnormalities can be predicted before the transition from a normal gait state to an abnormal gait state.
이상의 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.It is not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치에서의 데이터흐름을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 보폭의 값이 비정상보행상태로 수렴되는 일례를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing a health abnormality detection system using a gait pattern according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a gait pattern analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram exemplarily showing a data flow in the gait pattern analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph exemplarily showing an example in which the value of the stride converges to the abnormal gait state.
5 is a flowchart illustrating a method for detecting health abnormalities using a walking pattern according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예들에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예들에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 본 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the description of the present invention is merely embodiments for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, since the present embodiments are capable of various modifications and may have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, it should not be understood that the scope of the present invention is limited thereby.
또한, 이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.In addition, the accompanying drawings are provided to help the understanding of the present invention, and provide embodiments together with the detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to form a new embodiment.
이하의 실시예들에서 개시되는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템에 대해 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.A health abnormality detection system using a gait pattern disclosed in the following embodiments will be described in more detail with reference to each drawing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a health abnormality detection system using a gait pattern according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템(10)은 비착용형센서(100), 착용형센서(200) 및 보행패턴분석장치(300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , the health
비착용형센서(100)는 벽면 또는 천장 등의 특정한 장소에 고정되어 있거나 도 1과 같이 로봇에 장착되어 로봇과 함께 이동할 수 있다. 또한, 비착용형센서(100)는 통신 네트워크를 통해 보행패턴분석장치(300)와 연결될 수 있다. 여기에서, 통신 네트워크는 유선 또는 무선 통신망을 포함하는 넓은 개념의 네트워크를 의미할 수 있다.The
비착용형센서(100)는 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하거나 사용자와의 거리를 측정하여 보행패턴분석장치(300)에 송신할 수 있다. 비착용형센서(100)는 (i) 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성하기 위해 RGB 카메라 등을 포함하여 구성될 수도 있고 (ii) 사용자와의 거리를 측정하기 위해 레이저스캐너 등을 포함하여 구성될 수도 있으며 (iii) 사용자를 촬영하여 영상정보를 생성함과 동시에 사용자와의 거리를 측정하기 위해 RGB-D 카메라 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
이 때에, 비착용형센서(100)는 촬영 또는 측정 시간, 장소를 설정하고 설정된 촬영 또는 측정한 시간 또는 장소를 보행패턴분석장치(300)에 함께 송신할 수 있다.At this time, the
여기에서, 촬영 또는 측정 장소란 촬영 또는 측정이 수행되는 비착용형센서(100)의 위치좌표를 의미할 수도 있고 촬영 또는 측정의 대상이 되는 사용자의 위치좌표를 의미할 수도 있으며 비착용형센서(100) 또는 사용자가 위치하는 공간의 넓이를 의미할 수도 있다.Here, the photographing or measurement location may mean the positional coordinates of the
또한 여기에서, 비착용형센서(100)는 특정한 장소에 고정되거나 머무는지 여부에 따라 서로 다른 방법으로 촬영 또는 측정 장소를 설정할 수 있다.Also, here, the
비착용형센서(100)가 특정한 장소에 고정되거나 머무는 경우에는 촬영 또는 측정 장소는 비착용형센서(100)에 미리 설정될 수 있다.When the
반면에, 비착용형센서(100)가 로봇에 장착되어 다양한 지역을 이동하는 경우에는 비착용형센서(100)는 로봇에 저장된 지도를 이용하여 산출된 촬영 또는 측정 장소를 로봇으로부터 전달받고 전달받은 장소로 촬영 또는 측정 장소를 설정할 수 있다.On the other hand, when the
이하, 영상정보 또는 사용자와의 거리를 측정한 거리정보는 특별한 언급이 없다면 촬영 또는 측정한 시간 또는 장소를 포함하는 것으로 정한다.Hereinafter, image information or distance information measured at a distance from a user is determined to include the time or place of shooting or measurement, unless otherwise specified.
여기에서, 사용자와의 거리란 예를 들면 적외선으로 사용자를 3차원 스캐닝하여 산출한 거리정보를 의미할 수 있다.Here, the distance to the user may refer to distance information calculated by 3D scanning the user with, for example, infrared rays.
이 때에, 비착용형센서(100)는 사용자와의 거리를 측정한 후에 측정된 거리를 기반으로 사용자에 대한 포인트클라우드를 산출하고 산출된 포인트클라우드를 보행패턴분석장치(300)에 송신할 수도 있다. 여기에서, 포인트클라우드는 3차원모델(사용자)을 구성하는 정점들의 좌표의 집합을 의미할 수 있다.At this time, the
한편, 비착용형센서(100)는 복수의 카메라 또는 양안카메라를 포함하여 구성될 수도 있다.On the other hand, the
착용형센서(200)는 스마트워치, 스마트폰 등 착용 또는 휴대 가능한 디바이스에 구비된 관성센서에 해당할 수 있다. 또한, 착용형센서(200)는 통신 네트워크를 통해 보행패턴분석장치(300)와 연결될 수 있다.The
여기에서, 관성센서란 동작 또는 충격 등의 동적인 힘을 전기적 신호로 변환하는 것으로서 가속도 센서 또는 각속도 센서에 해당할 수 있다.Here, the inertial sensor converts a dynamic force such as motion or impact into an electrical signal and may correspond to an acceleration sensor or an angular velocity sensor.
착용형센서(200)는 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하여 보행패턴분석장치(300)에 송신할 수 있다. 여기에서, 지면과의 충격이란 사용자가 지면을 디딜 때 착용형센서(200)에 전달되는 충격을 의미할 수 있고 사용자의 움직임이란 착용형센서(200)가 구비된 스마트워치를 착용한 팔 또는 손목의 움직임을 의미할 수 있다.The
이 때에, 착용형센서(200)는 사용자의 식별자 및 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 보행패턴분석장치(300)에 함께 송신할 수 있다. 여기에서, 사용자의 식별자는 착용형센서(200)가 구비된 스마트워치 등을 사용하는 사용자의 식별자 또는 스마트워치 등의 전자기기 자체에 부여된 식별자를 의미할 수 있다. 예를 들면, 사용자의 주민등록번호나 스마트워치 등의 시리얼번호, 전화번호 등에 해당할 수 있다.At this time, the
이하, 충격 또는 움직임에 대한 정보는 특별한 언급이 없다면 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 포함하는 것으로 정한다.Hereinafter, information on the impact or movement is determined to include the time at which the impact or movement is sensed, unless otherwise specified.
한편, 착용형센서(200)는 스마트워치 등의 기기에 내장된 GPS 기능 등을 이용하여 충격 또는 움직임을 감지한 장소를 보행패턴분석장치(300)에 송신할 수도 있다. 이러한 경우에는 비착용형센서(100)는 촬영 또는 측정한 장소를 보행패턴분석장치(300)에 송신할 필요가 없다. 다만, 실내에서는 GPS 기능이 작동하지 않을 수 있으므로 비착용형센서(100)가 촬영 또는 측정한 장소를 송신하도록 하는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, the
보행패턴분석장치(300)는 통신 네트워크를 통해 비착용형센서(100) 및 착용형센서(200)와 연결될 수 있다. 보행패턴분석장치(300)의 구체적인 구성은 도 2 및 도 3에서 살펴본다.The gait
이와 같이, 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템(10)은 RGB-D 카메라 등의 비착용형센서(100), 스마트워치 등의 착용형센서(200) 및 보행패턴분석장치(300)를 포함하여 구성됨으로써, 저비용으로 일상 환경에서 용이하고 정확하게 보행패턴을 분석할 수 있다. 여기에서, 정확하게 보행패턴을 분석할 수 있다는 것에 대해서는 융합부(340)에서 후술한다.As such, the health
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a gait pattern analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치(300)는 입력부(310), 제1분석부(320), 제2분석부(330), 융합부(340), 관리부(350), 판단부(360), 고지부(370), 송수신부(380), 데이터베이스(390) 및 제어부(395)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2 , the gait
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치에서의 데이터흐름을 예시적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram exemplarily showing a data flow in the gait pattern analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 보행패턴분석장치(300)가 수신한 데이터 중에서 (i) 비착용형센서(100)로부터 수신한 데이터는 입력부(310), 제1분석부(320)를 거쳐서 융합부(340)에 전달되고 (ii) 착용형센서(200)로부터 수신한 데이터는 입력부(310), 제2분석부(330)를 거쳐서 융합부(340)에 전달된다. 융합부(340)에서 융합된 데이터는 관리부(350)를 거쳐서 판단부(360)에 전달될 수 있다.Referring to FIG. 3 , among the data received by the gait
보행패턴분석장치(300)의 각 구성에 대해 살펴본다.Let's look at each configuration of the gait pattern analysis device (300).
입력부(310)는 비착용형센서(100)에서 생성된 영상정보 또는 측정된 거리정보와 착용형센서(200)에서 감지된 충격 또는 움직임에 대한 정보 및 사용자의 식별자를 송수신부(380)를 통해 입력받거나 데이터베이스(390)를 통해 입력받을 수 있다.The
여기에서, 거리정보는 사용자와의 거리를 측정한 정보를 의미할 수도 있고 사용자와의 거리를 측정한 후에 측정된 거리를 기반으로 산출된 포인트클라우드를 의미할 수도 있다.Here, the distance information may refer to information obtained by measuring the distance to the user or may refer to a point cloud calculated based on the distance measured after measuring the distance to the user.
또한 여기에서, 영상정보 또는 거리정보는 촬영 또는 측정한 시간 또는 장소를 포함할 수 있다.Also, here, the image information or the distance information may include a time or place taken or measured.
또한, 입력부(310)는 입력받은 영상정보 또는 거리정보를 제1분석부(320)에 전달할 수 있고 입력받은 충격 또는 움직임에 대한 정보와 사용자의 식별자를 제2분석부(330)에 전달할 수 있다.In addition, the
제1분석부(320)는 영상정보 또는 거리정보를 입력부(310)로부터 입력받고 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출하여 융합부(340)에 전달할 수 있다.The
여기에서, 제1보행파라미터는 보폭(step length 또는 stride length), 보행사이클(gait cycle), 관절각도(joint angle), 상체기울기 및 팔의 스윙사이클(swing cycle) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1보행파라미터는 영상정보 또는 거리정보를 촬영 또는 측정한 시간 또는 장소를 포함할 수 있다.Here, the first gait parameter may include at least one of a step length or stride length, a gait cycle, a joint angle, an upper body tilt, and a swing cycle of the arm. . In addition, the first gait parameter may include a time or place at which the image information or distance information was photographed or measured.
여기에서, step length는 한쪽 발의 heel strike와 반대쪽 발의 heel strike 사이의 거리를 의미하고 stride length는 한쪽 발의 heel strike와 동일한 발의 heel strike 사이의 거리를 의미한다.Here, the step length means the distance between the heel strike of one foot and the heel strike of the opposite foot, and the stride length means the distance between the heel strike of one foot and the heel strike of the same foot.
또한 여기에서, 보행사이클(gait cycle)이란 보행주기, 보행속도 또는 한 걸음(stride)을 구성하는 과정을 의미할 수 있다. 한 걸음을 구성하는 과정은 한쪽 발의 뒤꿈치가 땅에 닿는 때(heel strike)부터 동일한 발의 발가락이 지면을 떠나는 때까지의 발이 지면에 닿고 있는 입각기(stance phase), 한쪽 발이 지면과 떨어져 공중에 있는 유각기(swing phase) 및 양발이 모두 지면에 닿고 있는 동시 입각기(double stance phase)로 구별될 수 있다.Also, here, the gait cycle may refer to a process constituting a gait cycle, a gait speed, or a stride. The process of constructing a step is the stance phase, in which the foot is touching the ground, from the heel strike of one foot until the toe of the same foot leaves the ground, and one foot is in the air away from the ground. A swing phase and a double stance phase in which both feet are touching the ground can be distinguished.
또한 여기에서, 팔의 스윙사이클(swing cycle)이란 보행 중 팔을 앞뒤로 흔드는 주기, 속도, 팔을 한 번 흔들 동안의 손목 또는 손의 이동 폭, 이동 각도 또는 팔을 한 번 흔들 동안의 과정을 의미할 수 있다.In addition, here, the arm swing cycle refers to the cycle, speed, and movement width of the wrist or hand during one arm swing, the movement angle, or the process during one swing of the arm during walking. can do.
구체적으로, 제1분석부(320)는 입력받은 영상정보 또는 거리정보를 기초로 사용자의 발의 위치(발가락 또는 발뒤꿈치의 위치), 팔의 위치(팔목, 손목 또는 손의 위치) 또는 골격정보(skeleton)를 산출하고 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 보폭(step length 또는 stride length), 보행사이클(gait cycle), 관절각도(joint angle), 상체기울기 및 팔의 스윙사이클(swing cycle) 중 적어도 하나를 추출할 수 있다.Specifically, the
이 때에, 제1분석부(320)는 입력받은 영상정보에서 사용자의 실루엣 또는 윤곽선을 검출하고 검출된 실루엣 또는 윤곽선을 이용하여 발가락 또는 발뒤꿈치의 위치를 산출할 수 있다. 여기에서, 실루엣이란 윤곽 안쪽이 단색으로 채워진 이미지를 의미할 수 있다.At this time, the
이와 같이, 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템(10)은 영상정보 또는 거리정보를 기초로 사용자의 보행파라미터(제1보행파라미터)를 추출함으로써, 다양한 보행파라미터를 용이하게 얻을 수 있어서 보행패턴을 저비용으로 다각도로 분석할 수 있다.As such, the health
제2분석부(330)는 충격 또는 움직임에 대한 정보와 사용자의 식별자를 입력부(310)로부터 입력받고 충격 또는 움직임에 대한 정보와 사용자의 식별자를 기초로 사용자 별로 제2보행파라미터를 추출하여 융합부(340)에 전달할 수 있다.The
여기에서, 전술한 바와 같이, 충격이란 사용자가 지면에 발을 디딜 때 착용형센서(200)에 전달되는 충격을 의미할 수 있고 움직임이란 착용형센서(200)가 구비된 스마트워치를 착용한 팔 또는 손목의 움직임을 의미할 수 있다.Here, as described above, the impact may mean an impact transmitted to the
또한 여기에서, 제2보행파라미터는 보행사이클(gait cycle) 또는 팔의 스윙사이클(swing cycle) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2보행파라미터는 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 포함할 수 있다.Also, here, the second gait parameter may include at least one of a gait cycle and a swing cycle of the arm. In addition, the second gait parameter may include a time at which an impact or movement is sensed.
구체적으로, 제2분석부(330)는 입력부(310)로부터 입력받은 충격에 대한 정보로부터 발꿈치가 지면에 닿을 때 착용형센서(200)에 전달되는 충격이 최대값(peak)이 되는 시간을 구할 수 있고 충격이 최대값(peak)이 되는 시간을 발의 뒤꿈치가 땅에 닿는 때(heel strike 시간)로 간주하여 heel strike의 시간간격 등의 보행사이클을 추출할 수 있다.Specifically, the
또한, 제2분석부(330)는 입력부(310)로부터 입력받은 움직임에 대한 정보로부터 착용형센서(200)가 착용된 사용자의 팔 또는 손목이 움직일 때에 관성력에 의해 감지되는 가속도 또는 각속도의 값을 이용하여 팔 또는 손목의 위치를 계산할 수 있고 사용자의 팔 또는 손목의 위치를 이용하여 보행 중 팔을 앞뒤로 흔드는 주기, 속도, 팔을 한 번 흔들 동안의 손목 또는 손의 이동 폭, 이동 각도 또는 팔을 한 번 흔들 동안의 과정과 같은 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출할 수 있다.In addition, the
이와 같이, 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템(10)은 착용형센서(200)로부터 감지된 충격 또는 움직임에 대한 정보를 기초로 사용자의 보행파라미터(제2보행파라미터)를 추출함으로써, 저비용으로 용이하게 보행파라미터의 정확도를 향상시킬 수 있다.In this way, the health
부연하여 설명하면, 보행파라미터의 정확도를 향상시킨다는 것은 착용형센서(200)를 이용함으로써, 비착용형센서(100)를 이용할 때보다 충격 또는 움직임을 정확하게 감지할 수 있다는 것을 의미할 수 있다.In other words, improving the accuracy of the walking parameters may mean that by using the
융합부(340)는 제1분석부(320)으로부터 제1보행파라미터를 전달받고 제2분석부(330)로부터 제2보행파라미터 및 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 전달받은 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 사용자의 식별자로 식별되는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출할 수 있고 산출된 보행패턴정보를 사용자의 식별자와 함께 관리부(350) 또는 판단부(360)에 전달할 수 있다.The
여기에서, 보행패턴정보는 제1보행파라미터와 유사한 종류의 정보로 구성될 수 있다. 또한, 보행패턴정보는 제1보행파라미터에 포함된 촬영 또는 측정한 시간 또는 장소나 제2보행파라미터에 포함된 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 기초로 산출된 보행시간 또는 보행장소를 포함할 수 있다.Here, the gait pattern information may be composed of a type of information similar to that of the first gait parameter. In addition, the gait pattern information may include a gait time or gait location calculated based on the time or place taken or measured included in the first gait parameter or the time when an impact or movement included in the second gait parameter is sensed. .
여기에서, 보행장소는 제1보행파라미터에 포함된 촬영 또는 측정한 장소에 해당할 수 있으므로 보행장소란 촬영 또는 측정이 수행되는 비착용형센서(100)의 위치좌표를 의미할 수도 있고 촬영 또는 측정의 대상이 되는 사용자의 위치좌표를 의미할 수도 있으며 비착용형센서(100) 또는 사용자가 위치하는 공간의 넓이를 의미할 수도 있다.Here, since the walking place may correspond to a photographed or measured place included in the first gait parameter, the walking place may mean the positional coordinates of the
구체적으로, 융합부(340)는 제2보행파라미터에 포함된 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터에 포함된 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클 등을 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출할 수 있다.Specifically, the
예를 들면, 융합부(340)는 제1보행파라미터와 제2보행파리미터를 비교할 수 있고 비교했을 때에 heel strike의 시간간격이 서로 다른 경우에 제2보행파라미터의 heel strike 시간간격으로 제1보행파라미터의 heel strike 시간간격을 보정하고 보정된 heel strike 시간간격에 대응하는 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터의 보폭(step length 또는 stride length), 보행사이클(gait cycle), 관절각도(joint angle), 상체기울기 등을 보정할 수 있다.For example, the
이와 같이, 융합부(340)는 충격 또는 움직임정보를 기초로 추출된 제2보행파라미터를 기준으로 영상정보 또는 거리정보를 기초로 추출된 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 보행패턴정보를 산출함으로써, 저비용으로 추출된 다양한 보행파라미터(제1보행파라미터)의 정확도를 저비용으로 용이하게 향상시킬 수 있다.In this way, the
또한, 융합부(340)는 사용자 별로 추출된 복수의 제2보행파라미터 중에서 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출할 수 있다.In addition, the
예를 들면, 융합부(340)는 제1보행파라미터의 보폭의 값과 가장 유사한 값을 포함하는 제2보행파라미터를 선택하고 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출할 수 있다.For example, the
이와 같이, 융합부(340)는 사용자 별로 추출된 복수의 제2보행파라미터 중에서 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하여 보행패턴정보를 산출함으로써, 복수의 사용자 중에서 제1보행파라미터에 대응되는 사용자를 용이하게 추정하여 사용자 별로 보행패턴을 분석할 수 있다.In this way, the
한편, 융합부(340)는 제1보행파라미터와 제2보행파라미터를 단순히 병합할 수도 있다. 예를 들면, 제1보행파라미터에 팔의 스윙사이클이 포함되지 않고 제2보행파라미터에만 팔의 스윙사이클이 포함되어 있는 경우에 융합부(340)는 제1보행파라미터와 제2보행파라미터를 병합하여 보행패턴정보에 팔의 스윙사이클을 포함시킬 수 있다.Meanwhile, the
이와 같이, 융합부(340)는 제1보행파라미터와 제2보행파라미터를 병합함으로써, 다양한 보행파라미터를 보행패턴정보에 포함시킬 수 있다.In this way, the
관리부(350)는 융합부(340)로부터 보행패턴정보 및 보행패턴정보에 대응되는 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 사용자 별로 보행패턴정보를 구별하여 데이터베이스(390)에 저장할 수 있고 저장된 사용자 별 보행패턴정보를 판단부(360)에 전달할 수 있다.The
또한, 관리부(350)는 사용자 별로 보행패턴정보에 포함된 보행시간 또는 보행장소에 따라 보행패턴정보를 구별하여 데이터베이스(390)에 저장할 수 있고 보행시간 또는 보행장소에 따라 저장된 사용자 별 보행패턴정보를 판단부(360)에 전달할 수 있다.In addition, the
판단부(360)는 융합부(340) 또는 관리부(350)로부터 보행패턴정보 및 보행패턴정보에 대응되는 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 보행패턴정보가 정상보행상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있고 보행패턴정보가 비정상보행상태에 해당하는 경우에는 고지부(370)에 보행패턴정보 및 사용자의 식별자를 전달할 수 있다.The
예를 들면, 판단부(360)는 관리부(350)로부터 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 전달받은 보폭의 값이 특정한 임계값보다 작으면 비정상상태에 해당한다고 판단하여 고지부(370)에 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달할 수 있다.For example, the
여기에서, 임계값은 사용자의 나이, 성별, 키 등에 따라 다를 수 있으므로 판단부(360)는 전달받은 사용자의 식별자를 기초로 사용자의 나이, 성별, 키 등을 구하여 올바른 임계값을 설정할 수 있다.Here, since the threshold value may vary depending on the user's age, gender, height, etc., the
또한, 판단부(360)는 관리부(350)로부터 보행시간 또는 보행장소에 따라 구별된 보행패턴정보 및 보행패턴정보에 대응되는 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 사용자 별, 보행시간 별 또는 보행장소 별로 보행패턴정보가 비정상보행상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the
예를 들면, 판단부(360)는 관리부(350)로부터 특정한 시간 또는 특정한 장소에서의 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 전달받은 보폭의 값이 특정한 임계값보다 작으면 비정상상태에 해당한다고 판단하여 고지부(370)에 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달할 수 있다.For example, the
이 때에, 임계값은 시간 또는 장소에 따라 다를 수 있으므로 판단부(360)는 관리부(350)로부터 보행시간 또는 보행장소에 대한 정보를 함께 전달받아서 보행시간 또는 보행장소에 대응하는 임계값을 올바로 설정할 수 있다.At this time, since the threshold value may vary according to time or place, the
예를 들면, 새벽이나 저녁 시간에서의 보폭의 임계값은 낮 시간에서의 보폭의 임계값보다 작을 수 있다.For example, the threshold value of stride length at dawn or evening time may be smaller than the threshold value for stride length at day time.
또한, 방과 같은 좁은 장소에서의 보폭의 임계값은 거실과 같은 넓은 장소에서의 보폭의 임계값보다 작을 수 있다. 일례로 보폭의 임계값은 보행이 수행되는 장소의 넓이의 로그값에 비례하도록 설정될 수 있다.Also, the threshold value of the stride length in a narrow place such as a room may be smaller than the threshold value of the stride length in a wide place such as a living room. For example, the threshold value of the stride length may be set to be proportional to a log value of the width of the place where the walking is performed.
이 때에, 판단부(360)는 보행장소로부터 보행이 수행되는 장소의 넓이를 계산하기 위해 지도를 필요로 할 수 있다.At this time, the
이와 같이, 판단부(360)는 사용자 별, 보행시간 별 또는 보행장소 별로 보행패턴정보가 비정상보행상태에 해당하는지 여부를 판단함으로써, 맞춤형 건강이상감지 서비스를 제공할 수 있고 건강이상감지의 정확도를 향상시킬 수 있다.As such, the
또한, 판단부(360)는 관리부(350)로부터 전달받은 보행패턴정보가 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단할 수 있고 보행패턴정보가 비정상보행상태로 수렴하는 경우에는 고지부(370)에 보행패턴정보 및 사용자의 식별자를 전달할 수 있다.In addition, the
도 4는 보폭의 값이 비정상보행상태로 수렴되는 일례를 예시적으로 나타낸 그래프이다.4 is a graph exemplarily showing an example in which the value of the stride converges to the abnormal gait state.
도 4를 참조하면, 판단부(360)는 관리부(350)로부터 일별로 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 특정한 기간 동안 전달받은 보폭의 값의 변화추이를 분석한 결과 보폭의 값이 정상보행상태에 해당하는 값에서 정상보행상태와 비정상보행상태를 구별하는 임계값으로 수렴한다고 판단되면, 즉 보폭의 값이 비정상보행상태로 수렴한다고 판단되면 고지부(370)에 보폭의 값 및 사용자의 식별자를 전달할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
이와 같이, 판단부(360)는 보행패턴정보가 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단함으로써, 사용자가 정상보행상태에서 비정상보행상태로 전이되기 전에 건강이상을 예측할 수 있다.As such, by determining whether the gait pattern information converges to the abnormal gait state, the
고지부(370)는 판단부(360)로부터 보행패턴정보 및 사용자의 식별자를 전달받을 수 있고 건강이상을 알리는 건강이상정보를 사용자 또는 등록된 보호자의 단말에 전송할 수 있다.The
여기에서, 등록된 보호자란 사용자의 식별자와 연관되어 미리 등록된 보호자를 의미할 수 있고 단말은 서버, 노트북, 휴대폰, 스마트 폰(2G/3G/4G/LET, smart phone), PMP(Portable Media Player), PDA(Personal Digital Assistant) 및 타블렛 PC(Tablet PC) 중 어느 하나에 해당할 수 있다.Here, the registered guardian may mean a guardian registered in advance in association with the user's identifier, and the terminal is a server, laptop, mobile phone, smart phone (2G/3G/4G/LET, smart phone), PMP (Portable Media Player) ), PDA (Personal Digital Assistant), and tablet PC (Tablet PC) may correspond to any one.
이 때에, 고지부(370)는 건강이상정보에 보행패턴정보를 포함시킬 수 있다.In this case, the
송수신부(380)는 입력부(310)가 통신 네트워크로 연결된 비착용형센서(100) 또는 착용형센서(200)로부터 영상정보, 거리정보, 충격 또는 움직임에 정보, 사용자의 식별자 등을 수신하거나 고지부(370)가 사용자 또는 등록된 보호자의 단말에 건강이상정보를 등을 송신할 수 있도록 한다.
데이터베이스(390)는 영상정보, 거리정보, 충격 또는 움직임에 대한 정보, 제1보행파라미터, 제2보행파라미터, 보행패턴정보, 나이, 키, 성별, 보행장소, 보행시간에 등에 따른 보행파라미터의 임계값, 사용자 또는 보호자의 단말기에 대한 정보 등을 저장할 수 있다.The
이러한 데이터베이스(390)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 포함하는 개념으로서, 협의의 데이터베이스뿐만 아니라, 파일 시스템에 기반한 데이터 기록 등을 포함하는 넓은 의미의 데이터베이스도 포함하여 지칭하며, 단순한 로그의 집합이라도 이를 검색하여 데이터를 추출할 수 있다면 본 발명에서 말하는 데이터베이스의 범주안에 포함된다.The
제어부(395)는 입력부(310), 제1분석부(320), 제2분석부(330), 융합부(340), 관리부(350), 판단부(360), 고지부(370), 송수신부(380) 및 데이터베이스(390) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 제어할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method for detecting health abnormalities using a walking pattern according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법(400)은 입력단계(S410), 제1분석단계(S420), 제2분석단계(S410) 및 융합단계(S440)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
입력단계(S410)에서, 보행패턴분석장치(300)는 비착용형센서(100)에서 생성된 영상정보 또는 측정된 거리정보와 착용형센서(200)에서 감지된 충격 또는 움직임에 대한 정보 및 사용자의 식별자를 송수신부(380)를 통해 입력받거나 데이터베이스(390)를 통해 입력받을 수 있다.In the input step (S410), the gait
제1분석단계(S420)에서, 보행패턴분석장치(300)는 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출할 수 있다.In the first analysis step (S420), the gait
구체적으로, 보행패턴분석장치(300)는 입력받은 영상정보 또는 거리정보를 기초로 사용자의 발의 위치(발가락 또는 발뒤꿈치의 위치), 팔의 위치(팔목, 손목 또는 손의 위치) 또는 골격정보(skeleton)를 산출하고 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 보폭(step length 또는 stride length), 보행사이클(gait cycle), 관절각도(joint angle), 상체기울기 및 팔의 스윙사이클(swing cycle) 중 적어도 하나를 추출할 수 있다.Specifically, the gait
제2분석단계(S430)에서, 보행패턴분석장치(300)는 충격 또는 움직임에 대한 정보를 기초로 제2보행파라미터를 추출할 수 있다.In the second analysis step (S430), the gait
구체적으로, 보행패턴분석장치(300)는 입력받은 충격에 대한 정보로부터 발꿈치가 지면에 닿을 때 착용형센서(200)에 전달되는 충격이 최대값(peak)이 되는 시간을 구할 수 있고 충격이 최대값(peak)이 되는 시간을 발의 뒤꿈치가 땅에 닿는 때(heel strike 시간)로 간주하여 heel strike의 시간간격 등의 보행사이클을 추출할 수 있다.Specifically, the gait
또한, 보행패턴분석장치(300)는 입력받은 움직임에 대한 정보로부터 착용형센서(200)가 착용된 사용자의 팔 또는 손목이 움직일 때에 관성력에 의해 감지되는 가속도 또는 각속도의 값을 이용하여 팔 또는 손목의 위치를 계산할 수 있고 사용자의 팔 또는 손목의 위치를 이용하여 보행 중 팔을 앞뒤로 흔드는 주기, 속도, 팔을 한 번 흔들 동안의 손목 또는 손의 이동 폭, 이동 각도 또는 팔을 한 번 흔들 동안의 과정과 같은 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출할 수 있다.In addition, the gait
융합단계(S440)에서, 보행패턴분석장치(300)는 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 사용자의 보행패턴정보를 산출할 수 있다.In the fusion step (S440), the gait
구체적으로, 보행패턴분석장치(300)는 제2보행파라미터에 포함된 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터에 포함된 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클 등을 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출할 수 있다.Specifically, the gait
예를 들면, 보행패턴분석장치(300)는 제1보행파라미터와 제2보행파리미터를 비교할 수 있고 비교했을 때에 heel strike의 시간간격이 서로 다른 경우에 제2보행파라미터의 heel strike 시간간격으로 제1보행파라미터의 heel strike 시간간격을 보정하고 보정된 heel strike 시간간격에 대응하는 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터의 보폭(step length 또는 stride length), 보행사이클(gait cycle), 관절각도(joint angle), 상체기울기 등을 보정할 수 있다.For example, the gait
또한, 보행패턴분석장치(300)는 사용자 별로 추출된 복수의 제2보행파라미터 중에서 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출할 수 있다.In addition, the gait
또한, 보행패턴분석장치(300)는 제1보행파라미터와 제2보행파라미터를 단순히 병합할 수도 있다. 예를 들면, 제1보행파라미터에 팔의 스윙사이클이 포함되지 않고 제2보행파라미터에만 팔의 스윙사이클이 포함되어 있는 경우에 보행패턴분석장치(300)는 제1보행파라미터와 제2보행파라미터를 병합하여 보행패턴정보에 팔의 스윙사이클을 포함시킬 수 있다.In addition, the gait
도 5와 달리, 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법(400)은 관리단계(S450), 판단단계(S460) 및 고지단계(S470)를 더 포함할 수 있다.Unlike FIG. 5 , the health
관리단계(S450)에서, 보행패턴분석장치(300)는 보행패턴정보에 대응되는 사용자의 식별자를 이용하여 사용자 별로 보행패턴정보를 구별하여 데이터베이스(390)에 저장할 수 있다.In the management step S450 , the gait
또한, 보행패턴분석장치(300)는 보행패턴정보에 포함된 보행시간 또는 보행장소를 이용하여 사용자 별로 보행시간 또는 보행장소에 따라 보행패턴정보를 구별하여 데이터베이스(390)에 저장할 수 있다.In addition, the gait
판단단계(S460)에서, 보행패턴분석장치(300)는 보행패턴정보가 정상보행상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 보행패턴분석장치(300)는 사용자 별, 보행시간 별 또는 보행장소 별로 보행패턴정보가 비정상보행상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.In the determination step (S460), the gait
또한, 보행패턴분석장치(300)는 보행패턴정보가 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the gait
구체적으로, 보행패턴분석장치(300)는 주기적으로 보행패턴정보를 전달받을 수 있고 특정한 기간 동안 보행패턴정보의 변화추이를 분석한 결과 보행패턴정보가 정상보행상태에 해당하다가 정상보행상태와 비정상보행상태를 구별하는 임계상태로 수렴하는지 여부, 즉 보행패턴정보가 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단할 수 있다.Specifically, the gait
고지단계(S470)에서, 보행패턴분석장치(300)는 보행패턴정보가 비정상상태에 해당하거나 비정상보행상태로 수렴하는 경우에는 건강이상을 알리는 건강이상정보를 사용자 또는 등록된 보호자의 단말에 전송할 수 있다.In the notification step (S470), when the gait pattern information corresponds to an abnormal state or converges to an abnormal gait state, the gait
이상에서와 같이, 본 출원의 바람직한 실시예 들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to preferred embodiments of the present application, those skilled in the art can variously modify the present application within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. and may be changed.
10 : 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템
100 : 비착용형센서 200 : 착용형센서
300 : 보행패턴분석장치
310 : 입력부 320 : 제1분석부
330 : 제2분석부 340 : 융합부
350 : 관리부 360 : 판단부
370 : 고지부 380 : 송수신부
390 : 데이터베이스 395 : 제어부
400 : 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법10: Health abnormality detection system using gait pattern
100: non-wearable sensor 200: wearable sensor
300: walking pattern analysis device
310: input unit 320: first analysis unit
330: second analysis unit 340: fusion unit
350: management unit 360: judgment unit
370: notice unit 380: transceiver unit
390: database 395: control unit
400: Health abnormality detection method using gait pattern
Claims (10)
상기 사용자에게 착용되고 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 감지하는 착용형센서;
상기 영상정보 또는 측정된 거리를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석부;
상기 감지된 충격 또는 움직임을 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석부; 및
상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합부를 포함하여 구성되며,
상기 제1보행파라미터는 보폭, 보행사이클, 관절각도, 상체기울기 및 팔의 스윙사이클 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제2보행파라미터는 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클 및 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 포함하며,
상기 융합부는 상기 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출하며,
제1보행파라미터와 제2보행파라미터의 보행사이클을 비교하여 제2보행파라미터의 보행사이클을 기준으로 상기 제1보행파라미터의 보행사이클을 보정하며, 상기 보정된 보행사이클의 시간간격에 대응하는 영상정보 또는 거리정보를 기초로 하여 제1보행파라미터의 보폭, 보행사이클, 관절각도, 상체기울기 중 적어도 하나를 보정하여 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
a non-wearable sensor that generates image information by photographing a user or measures a distance to the user and transmits a measurement time;
a wearable sensor that is worn by the user and senses an impact with the ground or a movement of the user;
a first analysis unit for extracting a first gait parameter based on the image information or the measured distance;
a second analysis unit for extracting a second gait parameter based on the sensed impact or movement; and
It is configured to include a fusion unit for calculating the user's gait pattern information by fusing the first gait parameter and the second gait parameter,
The first gait parameter includes at least one of stride length, gait cycle, joint angle, upper body tilt, and arm swing cycle,
The second gait parameter includes a gait cycle or a swing cycle of the arm and a time when an impact or movement is sensed,
The fusion unit calculates the user's gait pattern information by correcting or corresponding to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter,
The gait cycle of the first gait parameter is corrected based on the gait cycle of the second gait parameter by comparing the gait cycle of the first gait parameter and the second gait parameter, and image information corresponding to the time interval of the corrected gait cycle Alternatively, a health abnormality detection system using a gait pattern that calculates gait pattern information for a user by correcting at least one of stride length, gait cycle, joint angle, and upper body inclination of the first gait parameter based on distance information.
상기 제1분석부는 상기 영상정보 또는 상기 측정된 거리를 기초로 상기 사용자의 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 산출하고 상기 산출된 발의 위치, 팔의 위치 또는 골격정보를 기초로 상기 제1보행파라미터를 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
According to claim 1,
The first analysis unit calculates the user's foot position, arm position or skeletal information based on the image information or the measured distance, and the first gait based on the calculated foot position, arm position or skeletal information A health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that extracting parameters.
상기 착용형센서는 상기 사용자가 지면을 디딜 때 지면과의 충격을 감지하는 관성센서를 포함하고,
상기 제2보행파라미터는 보행사이클을 포함하고,
상기 제2분석부는 상기 충격이 발생하는 시간을 기초로 상기 보행사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
According to claim 1,
The wearable sensor includes an inertial sensor for detecting an impact with the ground when the user steps on the ground,
The second gait parameter includes a gait cycle,
The second analysis unit health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that extracting the gait cycle based on the time when the impact occurs.
상기 착용형센서는 상기 사용자의 팔의 움직임을 감지하는 관성센서를 포함하고,
상기 제2보행파라미터는 팔의 스윙사이클을 포함하고,
상기 제2분석부는 상기 감지된 팔의 움직임을 기초로 상기 사용자의 팔의 위치를 산출하고 상기 산출된 팔의 위치를 기초로 상기 사용자의 팔의 스윙사이클을 추출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
According to claim 1,
The wearable sensor includes an inertial sensor for detecting the movement of the user's arm,
The second gait parameter includes a swing cycle of the arm,
The second analysis unit calculates the position of the user's arm based on the detected arm movement and extracts the swing cycle of the user's arm based on the calculated arm position. Health abnormality detection system.
상기 융합부는 상기 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
According to claim 1,
The fusion unit corrects or corresponds to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter to calculate the gait pattern information of the user.
상기 제2분석부는 복수의 상기 사용자에게 착용된 복수의 상기 착용형센서에서 감지된 지면과의 충격 또는 사용자의 움직임을 기초로 사용자 별로 제2보행파라미터를 추출하고,
상기 융합부는 복수의 상기 제2보행파라미터 중에서 상기 제1보행파라미터와 유사한 것을 선택하고 상기 선택된 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 상기 선택된 제2보행파라미터에 대응하는 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
6. The method of claim 5,
The second analysis unit extracts a second gait parameter for each user based on the user's movement or the impact with the ground sensed by the plurality of wearable sensors worn by the plurality of users,
The fusion unit selects one similar to the first gait parameter from among a plurality of the second gait parameters and corrects or corresponds to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the selected second gait parameter A health abnormality detection system using a gait pattern, characterized in that the gait pattern information for the user corresponding to the two gait parameters is calculated.
상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 산출된 보행패턴정보를 기초로 정상보행상태인지 여부를 판단하는 판단부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
According to claim 1,
The health abnormality detection system using the gait pattern is characterized in that it comprises a determination unit that determines whether the gait is in a normal gait state based on the calculated gait pattern information.
상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 사용자 별로 상기 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하거나 사용자 별로 보행시간 또는 보행장소에 따라 상기 산출된 보행패턴정보를 구별하여 저장하는 관리부를 포함하고,
상기 판단부는 상기 저장된 보행패턴정보가 정상상태인지 여부를 판단하거나 비정상보행상태로 수렴하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
8. The method of claim 7,
The health abnormality detection system using the gait pattern includes a management unit that distinguishes and stores the calculated gait pattern information for each user or distinguishes and stores the calculated gait pattern information according to a walking time or a walking place for each user,
The determination unit determines whether the stored gait pattern information is in a normal state or converges to an abnormal gait state.
상기 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템은 상기 산출된 보행패턴정보가 비정상상태에 해당하거나 비정상상태로 수렴하는 것으로 판단되면 건강이상정보를 전송하는 고지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 시스템.
9. The method of claim 7 or 8,
The health abnormality detection system using the gait pattern is configured to include a notification unit that transmits health abnormality information when it is determined that the calculated gait pattern information corresponds to an abnormal state or converges to an abnormal state. Health abnormality detection system.
제1분석부에 의해 상기 영상정보 또는 거리정보를 기초로 제1보행파라미터를 추출하는 제1분석단계;
제2분석부에 의해 상기 충격 또는 움직임에 대한 정보를 기초로 제2보행파라미터를 추출하는 제2분석단계;
융합부에 의해 상기 제1보행파라미터 및 제2보행파라미터를 융합하여 상기 사용자의 보행패턴정보를 산출하는 융합단계를 수행하며,
상기 제1보행파라미터는 보폭, 보행사이클, 관절각도, 상체기울기 및 팔의 스윙사이클 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제2보행파라미터는 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클 및 충격 또는 움직임을 감지한 시간을 포함하며,
상기 융합부는 상기 제2보행파라미터의 보행사이클 또는 팔의 스윙사이클을 기준으로 제1보행파라미터를 보정하거나 대응시켜서 사용자의 보행패턴정보를 산출하며,
제1보행파라미터와 제2보행파라미터의 보행사이클을 비교하여 제2보행파라미터의 보행사이클을 기준으로 상기 제1보행파라미터의 보행사이클을 보정하며, 상기 보정된 보행사이클의 시간간격에 대응하는 영상정보 또는 거리정보를 기초로 하여 제1보행파라미터의 보폭, 보행사이클, 관절각도, 상체기울기 중 적어도 하나를 보정하여 사용자에 대한 보행패턴정보를 산출하는 보행패턴을 이용한 건강이상감지 방법.The input unit receives image information or distance information from a non-wearable sensor that captures the user or measures the distance to the user, and receives information on impact or movement from a wearable sensor that detects an impact with the ground or a user's movement. input step;
a first analysis step of extracting a first gait parameter based on the image information or distance information by a first analysis unit;
a second analysis step of extracting a second gait parameter based on the information on the impact or movement by the second analysis unit;
Performing a fusion step of calculating the user's gait pattern information by fusing the first gait parameter and the second gait parameter by the fusion unit,
The first gait parameter includes at least one of stride length, gait cycle, joint angle, upper body tilt, and arm swing cycle,
The second gait parameter includes a gait cycle or a swing cycle of the arm and a time when an impact or movement is sensed,
The fusion unit calculates the user's gait pattern information by correcting or corresponding to the first gait parameter based on the gait cycle or arm swing cycle of the second gait parameter,
The gait cycle of the first gait parameter is corrected based on the gait cycle of the second gait parameter by comparing the gait cycle of the first gait parameter and the second gait parameter, and image information corresponding to the time interval of the corrected gait cycle Alternatively, a method for detecting health abnormalities using a gait pattern that calculates gait pattern information for a user by correcting at least one of stride length, gait cycle, joint angle, and upper body inclination of the first gait parameter based on distance information.
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