KR102303633B1 - Smart Home Care System Using Emotional and Status Analysing of Compansion Animal - Google Patents
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Abstract
반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템은 반려동물의 소리, 행동, 심장박동을 체크하여 집안의 노약자 상태 또는 침입자 여부를 감시하는 반려동물이 사람이나 환경에 반응하여 노약자 상태를 감시하거나 침입자를 감시할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 반려동물의 이상 행동을 체크하여 보호자에게 알릴 수 있어 노약자가 병원까지 빠른 시간 안에 도착할 수 있어 생명을 살릴 수 있는 홈케어 효과가 있으며, 반려동물의 이상 행동을 체크하여 침입 여부를 경찰에 직접 신고할 수 있어 집안의 방범 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The smart home care system using the emotion and condition analysis of companion animals checks the sound, behavior, and heartbeat of companion animals to monitor the status of the elderly or intruders in the house. It has the effect of monitoring intruders.
The present invention can check the abnormal behavior of the companion animal and notify the guardian, so that the elderly can arrive to the hospital in a short time, thereby saving lives. It can be reported directly, which has the effect of improving the security effect of the house.
Description
본 발명은 스마트 홈케어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반려동물의 이상 행동을 파악하여 집안의 노약자 또는 침입자를 감시하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart home care system, and more particularly, to a smart home care system using emotion and state analysis of companion animals that detects abnormal behavior of companion animals and monitors the elderly or intruders in the house.
최근의 애완동물은 1인 가구가 증가함에 따라 가정에서의 위치가 가족의 개념인 반려동물로 변화하고 있으며, 반려동물을 키우는 가정도 늘어나고 있는 추세이다.Recently, as the number of single-person households increases, pets are changing to companion animals, which is the concept of family, and the number of households raising companion animals is also increasing.
이러한 반려동물은 고령화, 핵가족화 등으로 노약자들의 외로움을 대체하기 위한 개념으로 많이 키우게 된다.These companion animals are often raised as a concept to replace the loneliness of the elderly due to aging and nuclear families.
고령화로 인하여 노약자들은 가정에서 혼자 지내는 시간이 많아지고, 이에 따라 뇌혈관 질환, 심장마비, 낙상으로 인한 사고가 발생했을 때, 빠른 시간 안에 대처하기가 어려운 경우가 많다.Due to the aging population, the elderly spend more time alone at home, and accordingly, when accidents due to cerebrovascular disease, heart attack, or falls occur, it is often difficult to respond quickly.
특히, 뇌혈관 질환, 심장마비 등의 중증 질환은 발병된 후 병원까지 도착하는 골든 타임이 생명을 살리는데 매우 중요한다는 사실이 널리 알려져 있다.In particular, it is widely known that the golden time of arriving at the hospital after onset of serious diseases such as cerebrovascular disease and heart attack is very important for saving lives.
그러나 노약자들은 장시간 혼자 방치되는 경우가 많아서 중증 질환이 발생해도 병원까지 가는데 많은 시간이 소요되고, 이에 따라 골든 타임을 놓쳐 생명을 잃는 경우가 발생하는 문제점이 있다However, the elderly and infirm are often left alone for a long time, so it takes a lot of time to get to the hospital even if a serious disease occurs.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 반려동물의 소리, 행동, 심장박동을 체크하여 집안의 노약자 상태 또는 침입자 여부를 감시하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve such a problem, the present invention provides a smart home care system using emotion and state analysis of companion animals that monitors the state of the elderly or intruders in the house by checking the sound, behavior, and heartbeat of the companion animal. There is a purpose.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템은,A smart home care system using the emotion and state analysis of companion animals according to the features of the present invention for achieving the above object,
반려동물에 부착되고, 상기 반려동물의 울음소리를 음향 신호로 입력받는 마이크와, 상기 반려동물의 움직임을 나타내는 움직임 검출 신호를 측정하는 움직임 센서부와, 상기 반려동물의 생체 신호를 측정하는 생체 신호 검출부를 구비한 센서장치; 및A microphone attached to the companion animal and receiving the cry of the companion animal as an acoustic signal; a sensor device having a detection unit; and
상기 센서장치로부터 음향 신호, 움직임 검출 신호, 생체 신호를 수신하고, 상기 수신한 음향 신호의 음향 특징 벡터를 추출하고, 상기 추출한 음향 특징 벡터를 입력 데이터로 하는 기계 학습을 수행하여 상기 울음소리의 종류를 분류하는 소리 패턴을 생성하고, 상기 생성된 소리 패턴에 대응되는 감정 상태 정보를 매칭하고, 상기 감정 상태 정보, 상기 움직임 검출 신호, 상기 생체 신호로 이루어진 조합 조건을 메모리부에 저장된 패턴 상태 테이블에서 검색하며, 상기 조합 조건에 매칭되는 상기 반려동물이 감시하는 대상의 감시 정보를 추출하는 스마트 홈케어 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.The type of the cry is received by receiving an acoustic signal, a motion detection signal, and a biosignal from the sensor device, extracting an acoustic characteristic vector of the received acoustic signal, and performing machine learning using the extracted acoustic characteristic vector as input data. In the pattern state table stored in the memory unit, a combination condition of the emotional state information, the motion detection signal, and the biosignal is generated by generating a sound pattern for classifying and a smart home care server that searches and extracts monitoring information of a target monitored by the companion animal matching the combination condition.
패턴 상태 테이블은 조합 조건을 복수개 형성하고, 각각의 조합 조건에 대응하는 감시 정보를 매칭하여 복수개 설정할 수 있다.The pattern state table may form a plurality of combination conditions and set a plurality of matching monitoring information corresponding to each combination condition.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 반려동물이 사람이나 환경에 반응하여 노약자 상태를 감시하거나 침입자를 감시할 수 있는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the present invention has an effect that the companion animal can monitor the state of the elderly or infirm in response to a person or environment or monitor an intruder.
본 발명은 반려동물의 이상 행동을 체크하여 보호자에게 알릴 수 있어 노약자가 병원까지 빠른 시간 안에 도착할 수 있어 생명을 살릴 수 있는 홈케어 효과가 있다.The present invention has a home care effect that can save lives by checking the abnormal behavior of the companion animal and notifying the guardian, so that the elderly and the infirm can arrive to the hospital in a short time.
본 발명은 반려동물의 이상 행동을 체크하여 침입 여부를 경찰에 직접 신고할 수 있어 집안의 방범 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the crime prevention effect in the house by checking the abnormal behavior of the companion animal and directly reporting the intrusion to the police.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 센서장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 스마트 홈케어 서버의 내부 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a smart home care system using the emotion and state analysis of a companion animal according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a smart home care system using the emotion and state analysis of a companion animal according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing the internal configuration of the sensor device according to the first and second embodiments of the present invention.
4 is a view showing the internal configuration of the smart home care server according to the first and second embodiments of the present invention.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 센서장치의 내부 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 스마트 홈케어 서버의 내부 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a smart home care system using an analysis of emotions and states of companion animals according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing emotions and states of companion animals according to a second embodiment of the present invention. It is a diagram showing the configuration of a smart home care system using analysis, FIG. 3 is a diagram showing the internal configuration of the sensor device according to the first and second embodiments of the present invention, and FIG. 4 is the first and second embodiments of the present invention. It is a diagram showing the internal configuration of the smart home care server according to the
본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템(100)은 반려동물에 착용하는 센서장치(110)와, 스마트 홈케어 서버(120) 및 노약자(10)의 보호자가 소지하는 보호자 단말기(130)를 포함한다.The smart
센서장치(110)는 반려동물에 착용하는 의류로 구성되어 마이크(111), 움직임 센서부(112), GPS 모듈(113), 센서제어부(114), 생체 신호 검출부(115), 무선 통신부(116), 스피커(117) 및 카메라부(118)를 포함한다.The
마이크(111)는 반려동물의 울음소리, 주변 소리 등의 음향 신호를 입력받는다.The
움직임 센서부(112)는 반려동물의 움직임을 검출하기 위한 자이로 센서와 가속도 센서를 포함하며, 자이로 센서와 가속도 센서로부터 검출된 움직임 검출 신호를 센서제어부(114)로 전송한다.The
GPS 모듈(113)은 GPS 인공위성으로부터 반려동물의 현재 위치 정보를 주기적으로 수신하여 계산하며, 이에 따라 반려동물의 현재 위치 정보를 측정하여 반려동물의 이동 경로를 파악한다.The
생체 신호 검출부(115)는 반려동물의 목, 등, 허벅지 중 하나의 부위에 장착되어 반려동물의 맥박의 생체 신호를 측정한다.The
센서제어부(114)는 마이크(111)로부터 입력된 음향 신호를 무선 통신부(116)를 통해 스마트 홈케어 서버(120)로 전송한다.The
센서제어부(114)는 GPS 모듈(113)에서 측정된 반려동물의 위치 정보와, 생체 신호 검출부(115)에서 측정된 생체 신호와, 움직임 센서부(112)에서 측정된 움직임 검출 신호를 무선 통신부(116)를 통해 스마트 홈케어 서버(120)로 전송한다.The
센서제어부(114)는 통신망(101)을 통해 보호자 단말기(130) 또는 스마트 홈케어 서버(120)와 연결될 수 있으며, 데이터를 송수신할 수 있다.The
스피커(117)는 센서제어부(114)의 제어에 따라 보호자 단말기(130)와 연결되어 보호자 단말기(130)로부터 제공되는 보호자 음성을 출력할 수 있다.The
카메라부(118)는 반려동물이 활동하는 공간의 영상을 촬영하고, 반려동물이 보는 시야에 노약자(10)나 침입자(11)를 촬영하여 영상 정보를 획득한다.The
보호자 단말기(130)는 스마트폰(Smart Phone)을 예시하고 있지만 이에 한정하지 않으며, 피처폰(feature phone), 태블릿 PC(tablet PC), 슬레이트 PC(slate PC), 데스크탑 PC(desktop PC), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션(Navigation), MP3P(MPEG layer 3 Player) 등이 해당될 수 있으며, 이동통신이 가능한 모든 단말기가 포함될 수 있다.The
보호자 단말기(130)는 스마트 홈케어 어플리케이션을 설치하고, 센서장치(110) 또는 스마트 홈케어 서버(120)와 통신하며, 센서장치(110)를 제어하거나 스마트 홈케어 서버(120)로부터 스마트 케어 서비스를 제공받을 수 있다.The
통신망(101)은 와이파이(Wi-Fi), UMTS/GPRS 또는 이더넷(Ethernet) 등과 같은 유선 또는 무선 통신망을 포함할 수 있다. 통신망(101)은 마그네틱 보안 전송(Magnetic Secure Transmission), RFID(Radio Frequency IDentification), NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), Z-Wave, 블루투스(Bluetooth), 저전력 블루투스(Bluetooth Low Energy), 적외선 통신(InfraRed communication) 등과 같은 근거리 통신망을 포함할 수 있다.The
보호자 단말기(130)는 통신망(101)을 통해 영상 통화 단말(102)과 서로 연결될 수 있다. 보호자 단말기(130)가 영상 통화 단말(102)과 서로 연결된 경우, 통신망(101)을 통해 서로 데이터를 주고 받을 수 있다. 여기서, 영상 통화 단말(102)은 집안의 특정 장소에 설치될 수 있다. 물론, 영상 통화 단말(102)은 반려동물에 설치할 수도 있다.The
영상 통화 단말(102)은 보호자 단말기(130)로부터 영상 통화 중개 요청을 수신할 수 있다.The
본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 스마트 홈케어 서버(120)는 신호 수신부(121), 음향 특징 추출부(122), 감정 상태 분석부(123), 제어부(124), 움직임 패턴 데이터베이스부(125), 신호 전송부(126), 메모리부(127) 및 영상 통화 처리부(128)를 포함한다.The smart
신호 수신부(121)는 반려동물의 위치 정보, 생체 신호 및 움직임 검출 신호를 수신한다.The
신호 수신부(121)는 탐지 대상이 되는 반려동물 울음소리의 음향 신호를 입력받는다.The
음향 특징 추출부(122)는 1차원 음향 신호를 주파수 축과 시간 축을 가지는 2차원 음향 특징인 log-mel 스펙트로그램으로 변환하는 과정이다.The acoustic
음향 특징 추출부(122)는 신호 수신부(121)로부터 1차원 음향 신호를 입력받고, 1차원 음향 신호를 STFT(Short Time Fourier Transform) 변환부와, 멜 필터 뱅크부(Mel Filter Bank)를 통과시킨 후, 로그 연산을 수행하여 2차원 음향 특징인 log-mel 스펙트로그램으로 변환한다.The acoustic
STFT 변환 모듈(122a)은 음향 신호를 일정한 길이의 윈도우(Window)을 이용하여 세분화한 후, 음향 신호의 주파수를 분석할 수 있다.The
멜 필터 뱅크부(122b)는 STFT 변환 모듈(122a)에서 분석한 주파수를 이용하여 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient) 방식에 의하여 입력된 음향 신호의 특징값을 추출할 수 있다.The Mel
음향 특징 추출부(122)는 STFT 변환을 통해 특정 주파수로 샘플링된 음향 신호의 특정 구간을 계산하고, 계산한 음향 신호의 특정 구간을 멜 필터 뱅크(Mel Filter Bank)를 통과시켜 특정 주파수 밴드의 멜 필터 뱅크값(Mel Filterbank)을 구하며, 구해진 멜 필터 뱅크값에 로그 연산을 수행하여 2차원 음향 특징인 log-mel 스펙트로그램으로 변환된다.The acoustic
감정 상태 분석부(123)는 음향 특징 추출부(122)에서 추출된 음향 특징 벡터를 입력 데이터로 하는 기계 학습을 수행하여 반려동물의 감정 상태 정보를 추출한다.The
감정 상태 분석부(123)는 음향 특징 벡터를 패턴 인식 기법을 이용하여 다양한 음향 특징을 찾아내는 기법으로 재발 신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 모델의 LSTM(Long Short-Term Memory)로 구성된다.The
패턴 인식 기법은 인공 신경망을 이용한 예측 방법으로 입력층으로부터 출력층의 결과값을 예측한 경우, 학습 과정에서 결과값들로부터 입력값을 예측할 수 있다. 인공 신경망은 입력값과 출력값이 일대일 대응 관계에 있지 아니하므로, 출력층으로서 입력층을 그대로 복구하는 것은 불가능하나, 예측 알고리즘을 고려하여 역전파(Backpropagation, Backpropa) 알고리즘에 의해 결과값으로부터 산출된 출력 데이터가 최초의 입력 데이터와 상이하다면, 인공 신경망의 예측이 부정확하다고 볼 수 있으므로, 제약 조건 하에서 산출된 출력 데이터가 최초의 입력 데이터와 유사해지도록 예측 계수를 변경하여 학습을 훈련하게 된다.The pattern recognition technique is a prediction method using an artificial neural network, and when the result value of the output layer is predicted from the input layer, the input value can be predicted from the result values in the learning process. Since the artificial neural network does not have a one-to-one correspondence between the input value and the output value, it is impossible to restore the input layer as an output layer as it is, but the output data calculated from the result value by the Backpropagation (Backpropa) algorithm in consideration of the prediction algorithm If is different from the original input data, it can be considered that the prediction of the artificial neural network is inaccurate. Therefore, learning is trained by changing the prediction coefficients so that the output data calculated under the constraint is similar to the original input data.
심층 신경망이란 신경망 알고리즘 중에서 여러 개의 층으로 이루어진 신경망을 의미한다. 한 층은 여러 개의 노드로 이루어져 있고, 노드에서 실제 연산이 이루어지는데, 이러한 연산 과정은 인간의 신경망을 구성하는 뉴런에서 일어나는 과정을 모사하도록 설계되어 있다. 통상적인 인공 신경망은 입력층(Input Layer), 은닉층(Hidden Layer), 출력층(Output Layer)로 나뉘며, 입력 데이터는 입력층의 입력이 되며, 입력층의 출력은 은닉층의 입력이 되고, 은닉층의 출력은 출력층의 입력이 되고, 출력층의 출력이 최종 출력이 된다.A deep neural network refers to a neural network composed of several layers among neural network algorithms. A layer consists of several nodes, and actual calculations are performed at the nodes, and this calculation process is designed to mimic the processes occurring in the neurons constituting the human neural network. A typical artificial neural network is divided into an input layer, a hidden layer, and an output layer. becomes the input of the output layer, and the output of the output layer becomes the final output.
감정 상태 분석부(123)는 입력층으로부터 입력 데이터를 입력받아 예측값을 출력층의 버퍼에 출력하는 예측 심층 신경망을 사용하며, 예측 심층 신경망의 구조나 형태는 제한되지 않고, 대표적인 방법으로 DNN(Deep Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 등이 있으며, 각각의 신경망의 조합으로 예측 심층 신경망을 구성하여 다양한 구조의 심층 신경망을 구성할 수 있다.The emotional
감정 상태 분석부(123)는 반려동물의 울음소리 신호를 신호 처리하고, 기계 학습하여 울음소리의 종류를 분류하는 소리 패턴을 생성하고, 생성된 소리 패턴에 대응된 감정 상태 정보를 평온(Peace), 호기심(Curosity), 경고(Warning), 화남(Woof), 두려움(Fear) 등으로 매칭한다.The
감정 상태 분석부(123)는 음향 특징 추출부(122)에서 추출된 음향 특징 벡터와 기준 음향 특징 벡터의 패턴을 비교하여 감정을 추론할 수 있다. 이를 위해 감정 상태 분석부(123)는 DNN, CNN, RNN 등의 패턴 비교 알고리즘을 이용하여 가장 유사한 감정을 판단하여 반려동물에 대한 감정 상태 정보를 인식한다.The
감정 상태 분석부(123)는 반려동물의 감정을 평온(Peace), 호기심(Curosity), 경고(Warning), 화남(Woof), 두려움(Fear) 등의 감정 상태 정보 중에서 선택적으로 추론할 수 있다.The
움직임 패턴 데이터베이스부(125)는 자이로 센서와 가속도 센서로부터 검출된 움직임 검출 신호에 대응하여 움직임 패턴을 미리 저장해둔다.The movement
움직임 패턴 데이터베이스부(125)는 반려동물의 움직임 검출 신호를 신호 처리하여 패턴을 생성하여 저장한다.The motion
제어부(124)는 움직임 패턴 데이터베이스부(125)와 연동하여 수신한 움직임 검출 신호를 분석하고, 미리 저장된 움직임 패턴 중에서 어떤 움직임 패턴인지 추출한다.The
제어부(124)는 감정 상태 분석부(123)로부터 수신된 감정 상태 정보, 추출한 움직임 패턴, 센서 입력부에서 수신된 생체 신호를 포함한 조합 조건을 메모리부(127)에 저장된 패턴 상태 테이블에서 검색하여 매칭되는 감시 정보를 추출한다. The
여기서, 감시 정보의 대상은 반려동물이 감시하는 노약자(10) 또는 침입자(11)를 포함한다.Here, the target of the monitoring information includes the elderly 10 or the
패턴 상태 테이블은 조합 조건을 복수개 형성하고, 각각의 조합 조건에 대응하는 감시 정보를 매칭하여 복수개 설정한다.The pattern state table forms a plurality of combination conditions, and sets a plurality of matching monitoring information corresponding to each combination condition.
여기서, 감정 상태 정보는 반려동물의 울음소리 신호를 신호 처리하여 울음소리의 종류를 분류하기 위한 소리 패턴을 생성하고, 생성된 소리 패턴에 대응된 상태 정보를 평온(Peace), 호기심(Curosity), 경고(Warning), 화남(Woof), 두려움(Fear) 등으로 나타낸다.Here, the emotional state information generates a sound pattern for classifying the type of cry by processing the cry signal of a companion animal, and sets the state information corresponding to the generated sound pattern to Peace, Curiosity, It is expressed as Warning, Woof, and Fear.
움직임 패턴은 반려동물의 움직임 크기, 변경, 움직임 속도, 반복주기로 이루어져 반려동물의 움직임을 나타낸다. 생체 신호는 심장의 분당 심박수를 나타낸다.The movement pattern consists of the movement size, change, movement speed, and repetition period of the companion animal to represent the movement of the companion animal. The vital signal represents the heart rate per minute.
하기의 표 1과 같이, 패턴 상태 테이블은 감정 상태 정보를 경고, 움직임 패턴을 '1', 생체 신호를 분당 심박수 150로 하면 감시 정보를 보호자 알림 상태로 설정하고, 감정 상태 정보를 화남, 움직임 패턴을 '2', 생체 신호를 분당 심박수 200으로 하면 감시 정보를 외부자 침입으로 설정하고, 감정 상태 정보를 평온, 움직임 패턴을 '3', 생체 신호를 분당 심박수 100 이하로 하면 감시 정보를 일상 생활로 설정하고, 감정 상태 정보를 호기심, 움직임 패턴을 '4', 생체 신호를 분당 심박수 120 이하로 하면 감시 정보를 일상 생활로 설정되어 있다.As shown in Table 1 below, the pattern state table sets the monitoring information to the guardian notification state when the emotional state information is a warning, the movement pattern is '1', and the biosignal is
움직임 패턴은 '1', '2', '3', '4'와 같은 코드로 설정되어 있으며, 각각의 코드는 반려동물의 움직임을 나타낸다. 코드 1은 노약자(10)가 쓰러진 상태에서 반려동물이 노약자(10)의 주위를 배회하는 상태이고, 코드 2는 도둑(11)이 침입한 경우, 반려동물이 직선 방향으로 왕복 이동하는 움직임 상태이고, 코드 3과 4는 반려동물이 한자리에 움직이지 않거나 일정 거리 미만으로 움직임이 적은 상태이다.The movement pattern is set to codes such as '1', '2', '3', and '4', and each code represents the movement of the companion animal. Code 1 is a state in which the companion animal roams around the elderly and
감시 정보가 보호자 알림이나 외부자 침입의 경우, 반려동물이 흥분 상태이므로 반려동물의 정상 심박수인 80 내지 120에서 벗어난 높은 심박수를 나타낸다.When the monitoring information is a guardian notification or an outsider intrusion, since the companion animal is in an excited state, it indicates a high heart rate that deviates from the normal heart rate of the companion animal of 80 to 120.
보호자 알림은 노약자(10)가 집안에서 혈관 질환, 심장마비, 낙상으로 인한 사고가 인하여 쓰러진 상태를 나타내고, 외부 침입은 도둑(11)이 집안으로 침입한 상태를 나타내고, 일상 생활은 노약자(10)가 한자리에 정지되어 있는 상태를 나타내거나 노약자(10)가 집안에서 걸어 다니는 상태를 나타낼 수도 있다.The guardian notification indicates the state in which the elderly (10) collapsed due to an accident due to vascular disease, heart attack, or a fall in the house, and external intrusion indicates the state in which a thief (11) broke into the house, and daily life is the elderly (10) It may indicate a state that is stationary in one place, or it may indicate a state in which the elderly and infirm 10 walk in the house.
패턴 상태 테이블은 감정 상태 정보, 움직임 패턴, 생체 신호를 매칭하여 다양한 감시 정보를 설정할 수 있으며, 필요에 따라 증감할 수 있다.The pattern state table may set various monitoring information by matching emotional state information, movement patterns, and biosignals, and may increase or decrease as necessary.
제어부(124)는 추출한 감시 정보가 '보호자 알림'으로 판단되는 경우, 위급 알림 신호를 생성하여 신호 전송부(126)를 이용하여 통신망(101)을 통해 보호자 단말기(130)로 전송하거나, 보호자 단말기(130)와 응급 의료 서버(140)로 동시에 전송할 수 있다.When it is determined that the extracted monitoring information is 'guardian notification', the
제어부(124)는 추출한 감시 정보가 '외부자 침입'으로 판단되는 경우, 도둑 침입 알림 신호를 생성하여 신호 전송부(126)를 이용하여 통신망(101)을 통해 보호자 단말기(130)로 전송하거나, 보호자 단말기(130)와 경찰 서버(150)로 동시에 전송할 수 있다.When it is determined that the extracted monitoring information is 'intrusion of an outsider', the
제어부(124)는 추출한 감시 정보가 '보호자 알림' 또는 '외부자 침입'으로 판단하는 경우, 센서장치(110)의 GPS 모듈(113)로부터 수신된 반려동물의 현재 위치 정보를 보호자 단말기(130), 응급 의료 서버(140), 경찰 서버(150)로 전송하도록 제어한다.When the
다른 실시예로서, 제어부(124)는 추출한 감시 정보가 '보호자 알림'으로 판단되는 경우, 센서장치(110)로부터 카메라부(118)를 이용하여 촬영된 영상 정보를 신호 수신부(121)를 통해 수신하고, 위급 알림 신호를 생성하여 위급 알림 신호와 영상 정보를 신호 전송부(126)를 이용하여 통신망(101)을 통해 보호자 단말기(130)로 전송하도록 제어한다.As another embodiment, when it is determined that the extracted monitoring information is 'parental notification', the
보호자 단말기(130)는 제어부(124)로부터 위급 알림 신호 또는 도둑 침입 알림 신호를를 수신하는 경우, 센서장치(110)의 센서제어부(114)와 연결되어 스피커(117)를 통해 음성 신호를 출력하도록 제어할 수 있다(도둑 경고나 노약자 통화 등).When receiving an emergency notification signal or a thief intrusion notification signal from the
영상 통화 처리부(128)는 영상 통화 단말(102)에 대한 연결 정보 예를 들어, 영상 통화 단말(102)의 아이피(IP) 주소 및 포트(port) 번호를 포함할 수 있다.The video
영상 통화 처리부(128)는 보호자 단말기(130)로부터 영상 통화 중개 요청을 수신할 수 있다. 영상 통화 처리부(128)는 보호자 단말기(130)로부터 영상 통화 중개 요청 신호를 수신하는 경우, 영상 통화 단말(102)에 대한 연결 정보를 이용하여 영상 통화 단말(102)과의 연결을 시도할 수 있다. 이에 따라 영상 통화 처리부(128)는 영상 통화 단말(102)과의 연결 시도를 성공함에 따라 보호자 단말기(130)와 영상 통화 단말(102) 사이의 영상 통화 세션이 수립된다.The video
보호자 단말기(130)는 영상 통화 세션을 통해 영상 통화 단말(102)에 영상 또는 소리를 전송할 수 있다.The
보호자 단말기(130)는 영상 또는 소리를 디지털 신호로 인코딩하고, 인코딩된 데이터를 영상 통화 단말(102)에 전송할 수 있다.The
또한, 영상 통화 단말(102)은 영상 통화 세션을 통해 보호자 단말기(130)로부터 영상 또는 소리를 수신할 수 있다. 영상 통화 단말(102)은 디지털 신호로 인코딩된 영상 또는 소리를 수신하고, 수신된 인코딩된 영상 또는 소리를 디코딩할 수 있다.In addition, the
이러한 과정을 통해 보호자 단말기(130)는 집안의 노약자(10)의 상태 또는 도둑(11)의 침입 여부를 판단하여 후속 조치를 취할 수 있다.Through this process, the
이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.In the above, the embodiment of the present invention is not implemented only through an apparatus and/or method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium in which the program is recorded, etc. And, such an implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs from the description of the above-described embodiment.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improved forms of the present invention are also provided by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims. is within the scope of the right.
10: 노약자 11: 도둑, 침입자
20: 반려동물 100: 스마트 홈케어 시스템
101: 통신망 102: 영상 통화 단말
110: 센서장치 111: 마이크
112: 움직임 센서부 113: GPS 모듈
114: 센서제어부 115: 생체 신호 검출부
116: 무선 통신부 117: 스피커
118: 카메라부 120: 스마트 홈케어 서버
121: 신호 수신부 122: 음향 특징 추출부
123: 감정 상태 분석부 124: 제어부
125: 움직임 패턴 데이터베이스부 126: 신호 전송부
127: 메모리부 128: 영상 통화 처리부
130: 보호자 단말기 140: 응급 의료 서버
150: 경찰 서버10: old and weak 11: thief, intruder
20: companion animal 100: smart home care system
101: communication network 102: video call terminal
110: sensor device 111: microphone
112: motion sensor unit 113: GPS module
114: sensor control unit 115: biosignal detection unit
116: wireless communication unit 117: speaker
118: camera unit 120: smart home care server
121: signal receiving unit 122: acoustic feature extraction unit
123: emotional state analysis unit 124: control unit
125: motion pattern database unit 126: signal transmission unit
127: memory unit 128: video call processing unit
130: guardian terminal 140: emergency medical server
150: police server
Claims (5)
상기 센서장치로부터 음향 신호, 움직임 검출 신호, 생체 신호를 수신하고, 상기 수신한 음향 신호의 음향 특징 벡터를 추출하고, 상기 추출한 음향 특징 벡터를 입력 데이터로 하는 기계 학습을 수행하여 상기 울음소리의 종류를 분류하는 소리 패턴을 생성하고, 상기 생성된 소리 패턴에 대응되는 감정 상태 정보를 매칭하고, 상기 감정 상태 정보, 상기 움직임 검출 신호, 상기 생체 신호로 이루어진 조합 조건을 메모리부에 저장된 패턴 상태 테이블에서 검색하며, 상기 조합 조건에 매칭되는 상기 반려동물이 감시하는 대상의 감시 정보를 추출하는 스마트 홈케어 서버를 포함하되,
상기 패턴 상태 테이블은 상기 조합 조건을 복수개 형성하고, 상기 각각의 조합 조건에 대응하는 감시 정보를 매칭하여 복수개 설정하며,
상기 움직임 검출 신호는 움직임 패턴을 나타내도록 마련되며,
상기 움직임 패턴은,
노약자가 쓰러진 상태에서 반려동물이 노약자의 주위를 배회하는 상태를 나타내는 코드 1,
도둑이 침입한 경우 반려동물이 직선 방향으로 왕복 이동하는 움직임 상태를 나타내는 코드2,
반려동물이 한자리에 정지하고 있는 상태 또는 일정 거리 미만으로 움직이는 상태를 나타내는 코드 3 및 코드 4를 포함하며,
상기 패턴 상태 테이블은,
상기 감정 상태 정보가 경고이고, 상기 움직임 패턴이 코드 1이며, 상기 생체 신호가 분당 심박수 150인 경우, 상기 감시 정보를 보호자 알림으로 설정하고
상기 감정 상태 정보가 화남이고, 상기 움직임 패턴이 코드 2이며, 상기 생체 신호가 분당 심박수 200인 경우, 상기 감시 정보를 외부자 침입으로 설정하고
상기 감정 상태 정보가 평온이고, 상기 움직임 패턴이 코드 3이며, 상기 생체 신호가 분당 심박수 100이하인 경우, 상기 감시 정보를 일상 생활로 설정하고
상기 감정 상태 정보가 호기심이고, 상기 움직임 패턴이 코드 4이며, 상기 생체 신호가 분당 심박수 120이하인 경우, 상기 감시 정보를 일상 생활로 설정하는 것을 특징으로 하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템.A microphone attached to the companion animal and receiving the cry of the companion animal as an acoustic signal; a sensor device having a detection unit; and
The type of the cry is received by receiving an acoustic signal, a motion detection signal, and a biosignal from the sensor device, extracting an acoustic characteristic vector of the received acoustic signal, and performing machine learning using the extracted acoustic characteristic vector as input data. In the pattern state table stored in the memory unit, a combination condition of the emotional state information, the motion detection signal, and the biosignal is generated by generating a sound pattern for classifying A smart home care server that searches and extracts monitoring information of a target monitored by the companion animal matching the combination condition,
The pattern state table forms a plurality of the combination conditions and sets a plurality of matching monitoring information corresponding to the respective combination conditions,
The motion detection signal is provided to indicate a motion pattern,
The movement pattern is
Code 1, indicating the state in which the companion animal roams around the elderly and infirm when the elderly are collapsed;
Code 2 indicating the movement status of the companion animal moving back and forth in a straight line when a thief breaks in;
Includes code 3 and code 4 indicating that the companion animal is stationary in one place or moving less than a certain distance,
The pattern state table is,
When the emotional state information is a warning, the movement pattern is code 1, and the biosignal is a heart rate of 150 per minute, the monitoring information is set as a guardian notification;
When the emotional state information is angry, the movement pattern is code 2, and the biosignal is 200 heart rate per minute, set the monitoring information to outsider intrusion;
When the emotional state information is calm, the movement pattern is code 3, and the biosignal is less than or equal to 100 heart rate per minute, set the monitoring information to daily life;
Smart home using emotion and state analysis of companion animals, characterized in that when the emotional state information is curiosity, the movement pattern is code 4, and the biosignal is less than or equal to 120 heart rate per minute, the monitoring information is set to daily life care system.
상기 스마트 홈케어 서버는 상기 감시 정보가 '보호자 알림'으로 판단되는 경우, 위급 알림 신호를 생성하여 신호 전송부를 이용하여 보호자 단말기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템.According to claim 1,
The smart home care server generates an emergency notification signal when it is determined that the monitoring information is a 'guardian notification' and controls it to be transmitted to the guardian's terminal using the signal transmitter. Smart home care system.
상기 스마트 홈케어 서버는 상기 감시 정보가 '외부자 침입'으로 판단되는 경우, 도둑 침입의 알림 신호를 생성하여 신호 전송부를 이용하여 보호자 단말기와 경찰 서버로 동시에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템.According to claim 1,
Companion animal, characterized in that the smart home care server generates a notification signal of a thief intrusion when it is determined that the monitoring information is 'intrusion by an outsider' and controls it to be simultaneously transmitted to the guardian terminal and the police server using the signal transmitter. Smart home care system using emotion and state analysis of
상기 스마트 홈케어 서버는 상기 감시 정보가 '보호자 알림'으로 판단되는 경우, 상기 센서장치로부터 카메라부를 이용하여 촬영된 영상 정보를 수신하고, 위급 알림 신호를 생성하여 상기 영상 정보와 상기 위급 알림 신호를 신호 전송부를 이용하여 보호자 단말기로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 반려동물의 감정 및 상태 분석을 이용한 스마트 홈케어 시스템.According to claim 1,
When it is determined that the monitoring information is 'guardian notification', the smart home care server receives image information photographed using the camera unit from the sensor device, generates an emergency notification signal, and provides the image information and the emergency notification signal. A smart home care system using the emotion and state analysis of companion animals, characterized in that the control is transmitted to the guardian terminal using a signal transmitter.
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GRNT | Written decision to grant |