KR102312983B1 - 위치 상태 감지장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위치 상태 감지장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치는 침상에 인접하여 위치하고, 침상의 높이 방향으로 서로 다른 각도를 갖도록 구성되는 다수의 거리측정 센서, 상기 침상과 인접한 영역을 측정할 수 있는 레이더를 포함하고, 레이더를 통해 측정된 상기 침상의 높이 방향 변위에 따라 서로 인접한 다수의 거리측정 센서중 선택된 거리측정 센서를 이용하여 침상 내에 위치하는 사람의 상태를 측정하도록 구성되는 제어부를 포함하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
Description
본 발명은 위치 상태 감지장치에 관한 것으로, 더 바람직하게, 침상 내 사람의 위치 상태 및 침상 이탈 상태를 실시간으로 확인함과 더불어 침상 내 사람의 위치 상태의 정확도를 높이기 위한 위치 상태 감지장치에 관한 것이다.
의료 관계 분야에서는 환자가 침상에서 일어날 경우 전도·전락하는 등 위험을 수반할 경우가 있다. 이러한 사정에서 침대에서 자고 있던 환자의 기립을 검출하기 위한 장치가 개발되어 있다.
기립을 검출하는 장치의 일례로서 헤드 보드에 차폐물 검출 센서 등을 설치하고 인체가 일어난 것을 검출하고, 이상을 알람으로 알리는 장치가 있다.
즉, 차폐물 검출 센서를 포함하는 침상의 경우, 침상에 누운 상태로 환자가 위치하는지를 판단할 수 있는 측정방식을 통해 환자의 낙상을 판단한다.
다만, 환자의 수면상태뿐 아니라, 중증 환자의 침상 이탈, 환자가 침상에 착성상태로의 전환 등, 환자의 관리를 위해서는 환자의 위치 상태의 검출이 필수적으로 요구되고 있다.
이처럼, 종래 기술은, 차폐물 검출 센서를 통해 환자가 침상에 위치하는지만을 판단할 수 있는바, 환자가 침상내에 위치하는 경우에도 침상 내에서 취하는 자세, 환자가 침상을 이탈했는지 여부 등과 같은 환자 관리를 위한 정확한 위치 상태를 판단하기 어려운 문제점이 존재한다.
더욱이, 침상과 독립적으로 장착되는 위치 상태 감지장치의 경우, 침상의 높이 변화에 대응이 미흡하여 오 경고를 송출하거나, 사람의 정확한 위치를 판단하지 못하는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 실시간으로 거리 측정이 가능한 복수의 센서를 제공하여 사람의 침상내 위치를 실시간으로 판단하는 위치 상태 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 실시간으로 측정되는 거리신호를 기반으로 사전판단된 사람의 위치상태를 확정하기 위해 레이더를 포함하는 위치 상태 감지장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 위치 상태 감지장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치는, 침상에 인접하여 위치하고, 침상의 높이 방향으로 서로 다른 각도를 갖도록 구성되는 다수의 거리측정 센서; 상기 침상과 인접한 영역을 측정할 수 있는 레이더;를 포함하고, 레이더를 통해 측정된 상기 침상의 높이 방향 변위에 따라 서로 인접한 다수의 거리측정 센서중 선택된 거리측정 센서를 이용하여 침상 내에 위치하는 사람의 상태를 측정하도록 구성되는 제어부;를 더 포함하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 다수의 거리측정 센서중 선택된 거리측정 센서 중 상대적으로 침상의 상면에 수평 방향으로 거리를 측정하도록 구성되는 제 1거리측정 센서; 상기 제 1거리측정 센서와 비교하여, 상대적으로 침상의 상면 까지의 거리를 측정하도록 구성되는 제 2거리측정 센서;로 구성되는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 1거리보다 짧은 경우 사람의 착좌상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 사전판단을 통해 사람의 착좌상태로 판단되는 경우 제 1알람을 출력하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1거리측정 센서로부터 측정된 거리변화가 인가된 이후 상기 제 1거리측정 센서로부터 제 1거리가 측정되는 경우, 상기 제 2거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 2거리 보다 짧은 경우 사람이 누운상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 사전판단을 통해 사람의 누운상태로 판단되는 경우 제 2알람을 출력하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 2거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 2거리인 경우 사람이 침상 이탈상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 레이더를 통해 상기 침상 이탈상태로 사전판단을 확정하고, 사람의 침상 이탈상태로 판단되는 경우 제 3알람을 출력하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 레이더를 통해 측정된 사람의 신체 정보 및 침상의 높이를 기반으로 상기 다수의 거리측정 센서 중 제 2거리측정 센서를 결정하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 상기 레이더를 통해 다수의 거리측정 센서로부터 측정된 사람의 위치상태를 확정하고 침상의 높이 정보 및 침상에 위치하는 사람의 생체정보신호를 수신하는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 제 2거리측정 센서는 상기 침상과 수평인 방향을 기준으로 침상의 중앙영역과 마주하도록 경사지도록 구성되는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
또한, 상기 다수의 거리측정 센서는 침상의 길이 방향 끝단에 위치하도록 구성되는 위치 상태 감지장치를 제공한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 침상 내 사람의 실시간 감지를 제공할 수 있는바, 침상 내 사람의 위치상태를 즉각적으로 안내할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 실시간 거리 신호에 따른 사전판단 확정을 수행하는 레이더 구성을 제공하는바, 사람의 위치상태 정보의 정확도를 높이는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치의 구성도를 블록도로 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치의 하우징을 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 낮은 위치의 침상에 위치하는 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 낮은 위치의 침상에 위치하는 앉은 상태의 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 높은 위치의 침상에 위치하는 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 높은 위치의 침상에 위치하는 앉은 상태의 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치의 하우징을 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 낮은 위치의 침상에 위치하는 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 낮은 위치의 침상에 위치하는 앉은 상태의 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 높은 위치의 침상에 위치하는 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예로서, 위치 상태 감지장치를 통해 가장 높은 위치의 침상에 위치하는 앉은 상태의 사람을 측정하는 방법을 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 위치 상태 감지장치(100)에 관한 것으로, 침상(10)의 길이 방향 전단 또는 후단에 위치하는 하우징(130) 내측에 다수의 거리측정 센서(110)를 포함하고, 다수의 거리측정 센서(110) 중 선택적 적어도 두 개 이상의 거리측정 센서(110)를 이용하여 침상(10)에 사람(20)의 상태 또는 사람(20)이 침상(10)으로부터의 이탈 여부를 판단할 수 있는 구성을 포함한다.
거리측정 센서(110)는 거리가 측정되는 길이 방향에 사물의 간섭이 존재하지 않는 경우, 동일한 거리값이 측정될 수 있으며, 더 바람직하게,
거리측정 센서(110)는 TOF(Time of Flight) 레이저 센서로 구성될 수 있으며, TOF 센서의 측정범위에 간섭이 인가되는 경우 실시간으로 거리값이 변화되도록 구성될 수 있다.
다수의 거리측정 센서(110)는 높이 방향으로 소정의 각도를 갖도록 구성될 수 있으며, 더 바람직하게, 각각의 거리측정 센서(110)는 높이 방향으로 동일한 각도차를 갖도록 위치될 수 있다.
이하, 명세서에서는 4개의 거리측정 센서(110)를 포함하는 위치 상태 감지장치(100)를 개시하고 있으나, 개시된 실시예에 기재된 거리측정 센서(110)의 수에 권리가 한정되지 않는다.
도 1에서는 위치 상태 감지장치(100)의 구성도를 도시하고 있으며, 도 2a 내지 도 2b에서는 침상(10)에 구성되는 위치 상태 감지장치(100)를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 위치 상태 감지장치(100)는 다수의 거리측정 센서(110)를 포함하여 구성되고, 침상(10)의 길이 방향으로 실시간 거리를 측정하도록 구성된다. 더 바람직하게, 거리측정 센서(110)는 실시간으로 거리를 측정하도록 구성되고 거리변화가 인가되는 경우, 이를 제어부(200)로 송출하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예로서, 거리측정 센서(110)는 TOF(Time of Flight) 센서로 사용될 수 있으며, TOF 센서는 신호(근적외선, 초음파, 레이저 등)를 이용하여 어떤 사물의 거리를 측정하도록 구성된다. 본 발명에 적용되는 TOF 센서는 레이저 신호를 기반으로 레이저가 발광되는 지점의 거리를 측정할 수 있다. 'Time of Flight' 기술이란 신호가 날아가서 어떤 물체에 부딪친 후 다시 돌아오는 시간(비행 시간)을 측정하여 사물의 깊이(depth)를 측정하는 것이다. 즉, TOF 센서는 송신부에서 신호를 발사하고, 수신부에서 신호를 측정하는데 신호의 비행시간을 측정하므로 TOF 센서는 송신부와 수신부를 한 장치에서 인접하여 구현한다. 그리고 송신부에서 반사된 신호가 수신부에 영향을 미칠 수 있으므로 송신부와 수신부 사이에 차단막을 설치하기도 한다.
TOF 센서의 송신부에서는 특정 주파수(f)의 신호로 변조된 빛을 보내고, 수신부에서는 물체에 반사되어 되돌아오는 빛을 감지한다. 여기서 신호는 펄스파 또는 연속파(CW, continuous-wave)로 변조된 것이 사용될 수 있다. 신호(빛)이 물체까지 왕복하는 시간에 의한 위상 변화를 감지하여 센서와 물체 사이의 거리를 계산할 수 있다.
TOF 센서를 이용하여 반사된 빛을 수신할 때 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위하여 샘플링(Sampling)을 해야 되는데 변조된 신호의 주파수와 동일한 주파수로 하는 경우를 Homodyne 방식을 포함할 수 있고, 다른 주파수로 샘플링 하는 경우를 Heterodyne 방식을 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 레이저 신호를 이용한 다수의 TOF 센서를 포함하고, 인접한 TOF 센서는 침상(10)의 수평 방향을 기준으로 서로 상이한 각도를 갖도록 높이방향으로 위치될 수 있다.
제어부(200)는 거리측정 센서(110)의 거리 변화값을 수신하고 이를 서버컴퓨터(220)에 저장하도록 구성될 수 있다. 더욱이 저장된 데이터를 기반으로, 소정의 주기를 갖고 측정되도록 구성되는 레이더(120)의 위치 정보와 비교하여 사용자의 현재 상태에 대한 판단을 확정하도록 구성된다.
본 발명의 레이더(120)는 거리측정 센서(110)와 비교하여 상대적으로 긴 측정 주기를 갖는바, 레이더(120)는 실시간 측정된 거리측정 센서의 사전판단을 확정하거나 실제 사람의 상태와 일치하지 않는 경우 사전판단에 따른 알람을 제거하도록 구성된다.
더 바람직하게, 제어부(200)는 다수의 거리측정 센서(110) 중 선택된 센서를 통해 거리 측정치를 수신받고 레이더(120)를 통해 측정되는 소정의 영역의 지형 데이터를 저장하는 서버컴퓨터(220), 서버컴퓨터(220)에 저장된 측정값을 기반으로 사람(20)의 상태를 사전판단하고 레이더(120) 지형 데이터를 기반으로 사전판단된 사람(20)의 상태를 확정하도록 구성되는 판단부를 포함한다.
또한, 제어부(200)는 최초 레이더(120)를 통해 측정되는 침상(10)과 인접한 영역의 지형 데이터를 서버컴퓨터(220)에 저장하고 이를 기반으로 침상(10)의 높이 변화를 측정할 수 있으며, 거리측정 센서(110)를 통해 산출되는 사전판단을 확정하도록 구성된다.
레이더(120)는 하우징(130)에 일체로 위치될 수 있으며, 또는 침상(10)에 위치하도록 구성된다. 더 바람직하게 침상(10)의 배면에 레이더(120)가 위치하도록 구성된다. 레이더(120)는 소정의 주기를 갖고 침상(10)과 침상(10)을 포함한 일정 영역의 위치관계를 측정하도록 구성될 수 있다.
더욱이, 레이더(120)는 침상(10)에 위치하는 사람(20)의 생체 신호 및 사람(20)의 움직임의 변화를 감지할 수 있다. 레이더(120)는 침상(10)에 위치할 수 있다. 레이더(120)는 침상(10)을 기준으로 일정 범위 내의 사람(20)의 생체 신호 및 사람(20)의 움직임의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서는 침상(10) 인근에 침상(10) 일단에 거치형으로 설치되거나 침상(10)과 인접한 벽에 부착될 수 있다.
일 예로, 레이더(120)는 초광대역통신(IR-UWB) 센서, 라이다(Lidar), 주파수 변조 연속파 레이더(120)(FMCW RADAR) 및 도플러 레이더(120)(DOPPLAR RADAR) 중 어느 하나일 수 있다. 초광대역통신(UWB)이란 500MHz이상의 주파수대역을 사용하거나 비대역폭으로 정의되는 수치가 25% 이상인 라디오 기술을 의미한다. 비대역폭이란 중심주파수 대비 신호의 대역폭을 의미한다. 초광대역통신(UWB)은 광대역의 주파수를 사용하는 라디오 기술로서, 높은 거리 분해능, 투과성, 협대역 잡음에 대한 강한 면역성, 주파수를 공유하는 타 기기와의 공존성과 같은 다양한 장점을 지닌다. 일 예로, 초광대역통신(UWB)은 1cm 이하의 초정밀 거리 분해능 특성에 있어서 대상체의 미세한 움직임까지 검출할 수 있는 장점이 있다.
IR-UWB(Impulse-Radio Ultra WideBand) 레이더(120)(이하, UWB 레이더(120)라 한다) 기술은 이러한 초광대역통신(UWB) 기술을 레이더(120)에 접목한 시스템으로, 주파수 영역에서의 광대역 특성을 갖는 매우 짧은 지속시간의 임펄스 신호를 송신하여 사물 및 사람(20)으로부터 반사되어 돌아오는 신호를 수신해 주변 상황을 인지하는 레이더(120) 기술을 의미한다. UWB 레이더(120) 시스템은 신호 생성부에서 수 나노-수 피코 초의 시간 폭을 갖는 임펄스 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 광각 또는 협대역의 각도로 방사한다. 방사된 신호는 환경에서의 다양한 사물이나 사람(20)으로 인해 반사되게 되고 반사된 신호는 수신 안테나 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 거쳐 디지털 신호로 변환될 수 있다.
생체 신호는 사람(20)의 심박수 또는 호흡 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 생체 신호는 사람(20)의 심박수일 수 있다. 센서는 사람(20)에 의해 반사된 신호를 수신하여 사람(20)의 가슴 또는 배의 움직임을 감지할 수 있고, 이를 통해 사람(20)의 심박수 또는 호흡을 감지할 수 있다.
레이더(120)는 사람(20)까지의 최단거리를 감지할 수 있다. 레이더(120)는 사람(20)의 특정 위치를 기준으로 사람(20)까지의 최단거리를 감지할 수 있다. 예를 들어, 특정 위치는 사람(20)의 머리, 몸통, 다리 등 사람(20)의 신체 부위 중 일부분을 의미할 수 있고, 특정 위치는 센서로부터 사람(20)까지의 최단거리가 도출되는 위치를 의미할 수 있다. 따라서, 특정 위치는 사람(20)의 움직임에 따라 레이더(120) 측정주시에따라 변경되는 위치를 의미할 수 있다.
레이더(120)는 사람(20)까지 최단거리를 기초하여 사람이 침상(10)에 누워있는 상태인지, 착좌상태인지 판단할 수 있다. 또한, 레이더(120)는 사람이 침상(10)을 이탈하였는지 판단할 수 있다. 침상(10)과 인접한 위치에 사람이 존재하는지 여부 및 침상(10)의 높이 데이터 등 침상(10)과 인접한 영역의 위치정보를 판단할 수 있다.
제어부(200)의 판단부는 레이더(120)를 통해 소정의 주기에 따라 침상(10)과 인접한 영역의 공간 데이터를 기반으로 선택된 거리측정 센서(110)로부터 수신된 거리 변화과 비교하고, 이를 통해 사람이 침상(10)에 위치하는지 여부를 판단한다. 더욱이, 사람이 침상(10)을 이탈하였는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 실시간 측정되는 거리측정 센서(110)를 통해 수신되는 데이터를 기반으로 사람의 침상(10) 이탈상태에 대하여 사전판단을 수행하고, 레이더(120)에 측정된 사람의 위치정보에서 사람이 침상(10)을 이탈한 것으로 판단되는 경우 상기 사전판단을 확정하도록 구성된다. 거리측정 센서(110)는 실시간 거리변화값을 측정할 수 있으며, 소정의 주기를 갖고 침상(10)의 인접한 영역의 위치 정보 데이터를 측정할 수 있는 레이더(120)를 통해 거리측정 센서(110)로부터 수신되는 위치상태값을 확정하도록 구성된다.
즉, 제어부(200)는 사람이 침상(10)으로부터 이탈된 상태로 거리측정 센서(110)로부터 측정된 데이터를 기반으로 사전판단되는 경우, 제어부(200)는 최초 사전알람을 발송할 수 있으며, 레이더(120)에 의해 사람이 침상(10)으로부터 이탈상태가 확정되는 경우 정규 알람을 통해 설정된 기관 또는 데스크에 위치하는 단말기(300)로 알람을 발송하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서 사람이 침상(10) 상면에 착좌상태에서 제 1알람을 송출할 수 있으며, 사람이 침상(10) 상면에 누운상태에서는 제 2알람을 송출할 수 있고, 사람이 침상(10)을 이탈한 경우 제 3알람을 송출할 수 있다. 다만, 제 1알람 내지 제 3알람은 서로 상이하거나 동일한 알림 형식을 포함할 수 있으며, 더 바람직하게, 제 1알람 내지 제 3알람을 통해서 사람이 상태가 확인될 수 있는 모든 알람 형식을 포함할 수 있다.
더욱이, 제어부(200)는 레이더(120)에 측정된 침상(10)의 상면 또는 저면의 높이를 기반으로 사용자가 조작한 침상(10)의 높이 상태를 판단할 수 있다. 더욱이, 제어부(200)는 침상(10)의 높이 변화에 대응하여 높이 방향으로 서로 다른 각도를 갖도록 구성되는 다수의 거리측정 센서(110) 중 적어도 두 개의 거리측정 센서(110)를 선택할 수 있으며, 선택된 거리측정 센서(110)를 통해 사람의 실시간 상태를 사전판단하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서 선택된 두 개의 거리측정 센서(110)는 침상(10)의 높이 방향으로 서로 적어도 15도 이상 각도를 갖도록 구성될 수 있다. 더 바람직하게, 선택된 두 개의 거리측정 센서(110)는 10도의 간격으로 구성될 수 있다.
제어부(200)의 판단부는 다수의 거리측정 센서(110) 중 선택된 거리측정 센서(110)를 이용하여 사람이 침상(10)위에 착좌상태로 위치하는지, 누운 상태로 위치하는지 사전판단한다. 더욱이, 선택된 거리측정 센서(110)의 측정값을 통해서 사람이 침상(10)으로부터 이탈되었는지 사전판단하도록 구성된다.
제어부(200)는 사전판단된 사람의 상태를 기반으로 사전 알림을 수행할 수 있으며, 레이더(120)의 측정 주기에 대응하여 사전판단된 사람의 상태 조건이 실제 사람의 상태와 대응되는지 판단하여 정규 알람을 송출하도록 구성된다.
즉, 제어부(200)는 다수의 거리측정 센서(110) 중 선택된 거리측정 센서(110)로부터 실시간 거리 변화값을 인가받아 사람의 현재 상태를 사전판단하고, 소정의 주기를 갖고 측정을 수행하는 레이더(120)로부터 수신된 사람의 상태값과 비교하여 사전판단된 사람의 상태를 확정 또는 오류로 판단하도록 구성된다.
또한, 알림이 송출되는 단말기(300)는 침상(10)에 위치하는 사람의 건강 상태를 관리하는 담당자의 휴대용 단말기(300) 또는 스테이션에 위치하는 알람부(210)를 포함할 수 있다. 더 바람직하게, 단말기(300)는 제어부(200)로부터 인가되는 알림이 표시될 수 있는 가시적인 수단 또는 청각적인 수단을 모두 포함할 수 있으며, 사람의 현재 상태를 표시할 수 있는 수단을 포함한다.
침상(10)의 높이가 높아지는 경우, 제어부(200)는 침상(10)의 높이에 대응하여 다수의 거리측정 센서(110)중 두 개의 거리측정 센서(110)를 재 선택하는바, 본 발명의 일 실시예에서는 침상(10)의 높이가 높아짐에 따라 측정을 위한 거리측정 센서(110)를 재 선택할 수 있다. 더 바람직하게, 침상(10)이 최고 높이에 위치되는 경우, 제 2거리측정 센서(110b)와 제 4거리측정 센서(110d)를 선택하여 사람의 상태를 판단할 수 있다.
제어부(200)는 거리측정 센서(110)로부터 수신된 측정값을 기반으로 결정된 사전판단과 레이더(120)를 통해 수신된 데이터가 일치하는 경우, 정규 알람을 송출하도록 구성되고, 일치하지 않는 경우 사전알람을 종료하도록 구성된다. 또한, 제어부(200)에 의해 사전판단된 사람의 상태와 레이더(120)를 통해 판단된 사람의 상태가 일치할 경우 사전판단과 상이한 알림을 제공할 수 있으며, 사전판단된 사람의 상태와 레이더(120)를 통해 판단된 사람의 상태가 일치하지 않는 경우 또한 서로 다른 알림을 제공할 수 있다. 즉 제어부(200)는 사전판단, 판단 확정 및 오류 판단에 서로 상이한 알림 형식을 제공할 수 있다.
제어부(200)에 의해 선택된 두 개의 거리측정 센서(110) 중 하단에 위치하는 거리측정 센서(110)(하단 거리측정 센서)는 침상(10)의 상면까지의 거리를 측정하도록 구성되고, 선택된 거리측정 센서(110)중 상대적으로 높은 위치에 배치되는 거리측정 센서(110)(상단 거리측정 센서)는 침상(10)의 길이 방향과 실질적으로 대응되는 거리를 측정하도록 구성된다. 즉, 선택된 두 개 이상의 거리측정 센서(110) 중 상대적으로 수평 방향의 거리를 측정하는 거리측정 센서를 상단 거리측정 센서로, 상대적으로 침상의 상면과 마주하는 영역의 거리를 측정하는 거리측정 센서를 하단 거리측정 센서라 칭할 수 있다. 뿐만 아니라, 이는 상대적인 위치관계에 따라 지칭되는 것으로, 선택된 거리측정 센서가 3개 이상인 경우에도 상대적으로 침상의 수평 방향으로 거리를 측정하는 거리측정 센서는 상단 거리측정 센서, 그외에 침상의 상면의 소정의 영역을 측정하는 거리측정 센서는 하단 거리측정 센서로 지칭될 수 있다.
만약 사람이 거리측정 센서(110)에서 측정하는 거리 내측에 위치하는 경우, 거리측정 센서(110)로부터 측정되는 거리는 짧아질 수 있으며, 높이 방향으로 위치하는 두 개의 거리측정 센서(110)로부터 측정되는 거리 변화를 통해 제어부(200)는 사람의 상태를 사전판단할 수 있다.
도 3a에서는 침상(10)이 가장 낮은 상태에서 거리측정 센서(110)를 이용하여 사람이 누운 상태를 측정한 도면을 도시하고 있으며, 도 3b에서는 동일한 침상(10) 높이에서 사람이 기립되어 앉은 상태에서 거리측정 센서(110)를 이용한 측정 방식을 도시하고 있다.
다수의 거리측정 센서(110)는 하나의 하우징(130) 내측에 위치하고, 침상(10)의 높이 방향으로 인접한 거리측정 센서(110)와 소정의 각도를 갖도록 구성된다. 더 바람직하게, 본 발명의 일 실시 예에서 4개의 거리측정 센서(110)는 서로 5도씩 차이가나도록 하우징(130)에 위치될 수 있다.
4개의 거리측정 센서(110) 중 가장 낮은 위치에 구성되는 제 1거리측정 센서(110a)는 침상(10)의 길이 방향을 기준으로 아래로 12도의 각도를 갖도록 구성되고, 최하단에 위치하는 제 1거리측정 센서(110a)를 기준으로 제 2거리측정 센서(110b)는 침상(10)의 길이 방향을 기준으로 아래로 7도, 제 3거리측정 센서(110c)는 침상(10)의 길이 방향을 기준으로 아래로 2도 및 제 4거리측정 센서(110d)는 침상(10)의 위로 3도의 각도를 갖도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 침상(10)의 높이가 가장 낮은 상태로 위치하는 경우 제 1거리측정 센서(110a)와 제 3거리측정 센서(110c)를 이용하여 사람의 상태를 측정하도록 구성된다. 최초 제 3거리측정 센서(110c)에 거리변화가 인가되지 않고, 제 1거리측정 센서(110a)에 거리변화가 인가된 상태로서 사람이 침상(10)이 누워있는 상태로 판단된 이후, 제 3거리측정 센서(110c)를 통해 거리변화가 측정되는 경우, 제어부(200)는 사람이 침상(10)에 앉은 상태로 전환된 것으로 사전판단을 수행한다. 더욱이, 제 3거리측정 센서(110c)를 통해 거리변화가 측정된 이후 제 3거리측정 센서(110c)에서 최초 거리가 재측정되고 제 1거리측정 센서(110a)의 거리변화가 인가되는 경우, 사람이 앉은상태에서 누운상태로 전환된 것으로 사전판단한다.
다만, 위에서와 같이 제 3거리측정 센서(110c)를 통해 거리변화가 측정된 이후 최초 거리가 재측정되고 제 1거리측정 센서(110a)의 거리변화가 측정되지 않는 경우에는 사람이 침상(10)을 이탈한 것으로 사전 판단하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 제어부(200)는 최초 레이더(120)를 통해 침상(10)의 높이를 측정하고, 사람 상태를 실시간으로 판단하기 위한 거리측정 센서(110)를 선택한다. 침상(10)이 최하단에 위치하는 경우 본 발명의 일 실시예에서는 제 1거리측정 센서(110a)와 제 2거리측정 센서(110b) 및 제 3거리측정 센서(110c)를 이용하여 사람의 상태정보를 측정하도록 구성된다. 즉, 3개의 선택된 거리측정 센서(110)를 대상으로 사람의 상태정보를 측정할 수 있는바, 측정을 위해 선택된 최대 높이에 위치하는 거리측정 센서(110)와 최하 높이에 위치하는 거리측정 센서(110) 사이의 거리측정 센서(110)를 더 포함하여 사람의 상태를 판단하도록 구성된다.
제어부(200)는 선택된 거리측정 센서(110)중 상대적으로 아래를 향한 각도로 구성되는 거리측정 센서(110)(제 1거리측정 센서(110a))를 통해 침상(10)의 상면까지의 거리를 측정하도록 구성되고, 상대적으로 높은 각도로 구성되는 거리측정 센서(110)(제 2거리측정 센서(110b) 및 제 3거리측정 센서(110c))를 통해서 침상(10)의 길이 방향과 실질적으로 대응되는 거리를 측정하도록 구성된다.
침상(10)에 사람이 누워있는 것으로 판단되는 경우, 제 3거리측정 센서(110c)에는 거리 변화값이 인가되지 않고, 제 1거리측정 센서(110a) 및/또는 제 2거리측정 센서(110b)에서는 침상(10)의 상면까지의 거리보다 짧은 거리값이 측정되도록 구성된다. 또한, 침상(10)에 사람이 앉아 있는 상태에서는 제 1거리측정 센서(110a)에서는 거리 변화값이 인가되지 않고, 제 2거리측정 센서(110b) 및/또는 제 3거리측정 센서(110c)에서는 침상(10)의 상면까지의 거리보다 짧은 거리값이 측정되도록 구성된다. 더욱이, 사람이 앉아 있는 상태에서 제 2거리측정 센서(110b) 및 제 3거리측정 센서(110c)의 거리 변화값을 기반으로 사람이 위치하는 침상(10)의 영역을 판단할 수 있다.
더욱이, 제어부(200)는 제 3거리측정 센서(110c)의 거리변화가 측정된 이후 제 3거리측정 센서(110c)에 최초 거리값이 측정되고 제 1거리측정 센서(110a) 및 제 2거리측정 센서(110b)에 거리 변화가 인가되지 않는 경우 사람이 침상(10)으로부터 이탈된 상태인 것으로 사전판단을 수행한다.
상기와 같이, 제어부(200)는 선택된 두개 이상의 거리측정 센서(110)를 통해 사람의 상태를 실시간으로 판단하고, 레이더(120)를 통해 사람 상태가 측정되면 사전판단된 사람의 상태와 일치하는지 여부를 판단한다. 사전판단된 사람의 상태와 레이더(120)를 통해 측정된 사람의 상태가 동일한 경우, 알람부(210)를 통해 단말기(300)로 사람 상태를 알리도록 구성된다.
도 4a에서는 침상(10)이 최상단에 위치하는 경우 다수의 거리측정 센서(110) 중 선택된 거리측정 센서(110)를 통해 사람이 누운 상태를 측정하는 단계를 도시하고 있으며, 도 4b에서는 침상(10)이 최상단에 위치하는 경우 선택된 거리측정 센서(110)를 이용하여 앉은 상태를 측정하는 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 침상(10)이 최대 높이에 위치하는 경우, 제 1거리측정 센서(110a)는 하우징(130)과 가까운 위치의 침상(10) 상면의 거리를 측정할 수 있도록 구성되는바, 사람이 누운 위치에 따라 거리변화가 측정되지 않을 가능성이 존재한다. 더욱이, 제 3거리측정 센서(110c)는 사람이 누운 상태에서도 사람의 상단과 간섭될 수 있으며, 침상(10) 상면까지 측정되는 거리를 통해 사람의 착좌 상태를 판단하기에는 측정되는 거리가 다소 길도록 설정된다.
따라서, 침상(10)의 높이에 대응하여 제어부(200)는 제 4거리측정 센서(110d)를 통해 침상(10)의 상면을 따라 거리를 측정하도록 구성되고, 제 2거리측정 센서(110b)를 통해 침상(10)의 상면과 마주하는 위치의 거리를 측정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서 제 2거리측정 센서(110b)는 침상(10)의 길이 방향을 기준으로 아래로 7도, 제 4거리측정 센서(110d)는 침상(10)의 위로 3도의 각도를 갖도록 구성될 수 있다.
아래로 7도 각도를 갖도록 구성되는 제 2TFO 센서는 침상(10)이 지상으로부터 가장 높은 위치에서 침상(10)의 상면의 중앙부까지의 거리를 측정하도록 구성된다. 더욱이, 침상(10)의 길이 방향 상단으로 3도의 각도를 갖도록 구성되는 제 4거리측정 센서(110d)는 침상(10)에 사람이 누운 상태에서 거리변화값이 인가되지 않도록 침상(10)의 상면을 따라 소정의 각도를 갖도록 위치된다.
따라서, 제어부(200)는 제 4거리측정 센서(110d)의 거리변화가 인가된 경우, 제 2거리측정 센서(110b)의 거리변화가 측정되는 경우 사람이 앉은 상태에서 누운 상태로 전환된 것으로 사전판단하고, 제 4거리측정 센서(110d) 거리변화가 인가된 이후 제 2거리측정 센서(110b)의 거리변화가 측정되지 않는 경우 사람이 이탈한 것으로 사전판단한다.
또한, 제 2거리측정 센서(110b)에 거리변화가 인가되고, 제 4거리측정 센서(110d)의 거리변화가 인가되지 않는 경우 사람은 누운 상태를 유지하는 것으로 제어부(200)는 사전판단하도록 구성된다.
상기와 같은 사전판단의 경우, 레이더(120)의 측정 주기에 대응하여 사전판단된 상태여부를 확정하도록 구성되는바, 레이더(120)는 적어도 30초 주기를 갖고 침상(10)과 인접한 위치의 지형 데이터를 측정하도록 구성되는바, 사람과 침상(10)의 위치를 측정하고, 침상(10)의 높이를 측정하도록 구성된다. 따라서, 제어부(200)는 사람의 위치, 침상(10)의 위치 및 높이를 기반으로 선택된 거리측정 센서(110)로부터 측정된 데이터를 비교하도록 구성된다. 비교된 데이터가 서로 일치하는 경우, 사전판단된 데이터를 확정하고 알람부(210)를 통해 사람의 상태를 알리도록 구성된다.
더 바람직하게, 제어부(200)는 사전판단된 데이터가 확정되는 경우 사람이 침상(10)을 이탈한 경우 알람부(210)를 통해 경고를 송출하도록 구성될 수 있으며, 레이더(120)를 통해 미리 설정된 횟수 이상 사전판단된 데이터가 확정되는 경우 알람부(210)를 통해 경고를 송출하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 사람의 상태를 사전판단하기 위해서 제 2거리측정 센서(110b), 제 3거리측정 센서(110c) 및 제 4거리측정 센서(110d)를 선택할 수 있으며, 도 3a 내지 도 3b에서 개시한 제 1거리측정 센서(110a), 제 2거리측정 센서(110b) 및 제 3TOF센서로부터 실시간 측정된 데이터를 기반으로 제어부(200)는 동일한 사전판단을 수행하도록 구성된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 침상
20: 사람
100: 위치 상태 감지장치
110: 거리측정 센서
110a: 제 1거리측정 센서
110b: 제 2거리측정 센서
110c: 제 3거리측정 센서
110d: 제 4거리측정 센서
120: 레이더
130: 하우징
200: 제어부
210: 알람부
220: 서버컴퓨터
300: 단말기
20: 사람
100: 위치 상태 감지장치
110: 거리측정 센서
110a: 제 1거리측정 센서
110b: 제 2거리측정 센서
110c: 제 3거리측정 센서
110d: 제 4거리측정 센서
120: 레이더
130: 하우징
200: 제어부
210: 알람부
220: 서버컴퓨터
300: 단말기
Claims (12)
- 침상에 인접하여 위치하고, 침상의 높이 방향으로 서로 다른 각도를 갖도록 구성되는 다수의 거리측정 센서; 및
상기 침상과 인접한 영역을 측정할 수 있는 레이더;를 포함하고,
레이더를 통해 측정된 상기 침상의 높이 방향 변위에 따라 서로 인접한 다수의 거리측정 센서중 선택된 거리측정 센서를 이용하여 침상 내에 위치하는 사람의 상태를 실시간으로 사전판단하고, 레이더를 통해 측정된 상기 사전판단된 사람의 상태를 확정하도록 구성되는 제어부;를 더 포함하는 위치 상태 감지장치.
- 제 1항에서,
상기 다수의 거리측정 센서 중 선택된 거리측정 센서 중 상대적으로 침상의 상면 길이 방향에 수평 방향으로 거리를 측정하도록 구성되는 상단 거리측정 센서; 및
상기 상단 거리측정 센서와 비교하여, 상대적으로 침상의 길이 방향 상면 까지의 거리를 측정하도록 구성되는 적어도 하나 이상의 하단 거리측정 센서;로 구성되는 위치 상태 감지장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상단 거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 1거리보다 짧은 경우 사람의 착좌상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 사전판단을 통해 사람의 착좌상태로 판단되는 경우 제 1 알람을 출력하는 위치 상태 감지장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상단 거리측정 센서로부터 측정된 거리변화가 인가된 이후 상기 상단 거리측정 센서로부터 제 1거리가 측정되는 경우, 상기 하단 거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 2거리 보다 짧은 경우 사람이 누운상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치.
- 제 5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 사전판단을 통해 사람의 누운상태로 판단되는 경우 제 2알람을 출력하는 위치 상태 감지장치.
- 제 5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 하단 거리측정 센서를 통해 측정되는 거리가 제 2거리인 경우 사람이 침상 이탈상태로 사전판단하는 위치 상태 감지장치.
- 제 7항에 있어서,
상기 제어부는 레이더를 통해 상기 침상 이탈상태로 사전판단을 확정하고, 사람의 침상 이탈상태로 판단되는 경우 제 3알람을 출력하는 위치 상태 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 레이더를 통해 측정된 사람의 신체 정보 및 침상의 높이를 기반으로 상기 다수의 거리측정 센서 중 하단 거리측정 센서를 결정하는 위치 상태 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 레이더를 통해 다수의 거리측정 센서로부터 측정된 사람의 위치상태를 확정하고 침상의 높이 정보 및 침상에 위치하는 사람의 생체정보신호를 수신하는 위치 상태 감지장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 하단 거리측정 센서는 상기 침상의 길이 방향과 수평인 방향을 기준으로 침상의 중앙영역과 마주하도록 경사지도록 구성되는 위치 상태 감지장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 다수의 거리측정 센서는 침상의 길이 방향 전단 또는 후단에 위치하도록 구성되는 위치 상태 감지장치.
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