KR102395234B1 - 음주상태 예측시스템 및 예측방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 음주상태 예측시스템은 피평가자의 가속도데이터를 취득하는 가속도센서, 중력가속도를 취득하는 중력센서, 회전속도, 회전정도, 기울임 정도를 측정하여 회전데이터를 취득하는 자이로센서, 실시간위치데이터를 산출하는 GPS센서, 공기 압력을 측정하여 고도데이터를 취득하는 압력센서, 피평가자 존재 여부를 판단하는 근접센서, 피평가자의 안면부와 노면 이미지데이터를 취득하는 이미지센서가 포함되는 보행신호센싱부;와, 보행분석데이터를 저장하는 데이터저장부, 보행분석데이터를 GUI 형태로 출력하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부에 표시되는 특정 그래픽 이미지를 선택 또는 실행 등의 명령을 전송하는 기능을 수행하는 터치신호입력부, 보행분석데이터를 전송하기 위한 무선통신부, 보행분석데이터를 생성하여 출력하는 제어부가 포함되는 보행정보분석부;로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 음주상태 예측방법은 보행신호센싱부가 활성화되는 보행신호센싱부 활성화단계; 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 이미지데이터의 초기 기준점을 확보하는 기준데이터 취득단계; 보행신호를 처리하고 운동능력을 분석하는 보행분석단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 음주상태 예측시스템 및 예측방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동형 단말기에 내장된 다양한 센서와 이를 기반으로 구동되는 응용프로그램을 통하여 피평가자의 균형감각과 반사신경 등에 대한 운동 능력을 측정함으로써 운전과 노동 등의 특정 행위에 대한 수행 가능 여부를 판별하는 기술에 관한 것이다.
음주에 기인한 사고에는 도로에서의 교통사고, 산업현장에서의 안전사고 등이 있으며 이를 예방하고자 강화된 단속과 처벌이 이루어지고 있으나 지속적으로 사고가 발생되고 있는 실정이다.
음주는 개인적인 신체 조건별로 차이점은 있으나 대체로 균형감각, 반사신경, 판단력을 저하시켜 대형 사고를 유발할 수 있다. 이러한 음주 정도를 정량적인 수치로 표시해주는 종래의 음주측정기는 상대적으로 고가의 장비이며 이로 인한 초기 도입 예산에 대한 부담이 내재되어 있을 뿐만 아니라 원활한 운용을 위해서는 지속적인 센서 교정이 필요하다. 전술한 제한점으로 인하여 관급에서 운용하는 경우를 제외하고는 일반 산업현장까지 저변을 확대하여 도입 및 운용하기에는 어려운 실정이다.
이와 유사한 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-0652707호 (2006.12.01.) '이동통신단말기의 음주측정장치 및 방법'이 있다. 상기 선행기술에서는 실험에 의해, 정상상태시 이동체의 일정거리 이동에 따른, 평형상태,움직임,방향에 대한 기준데이터를 저장하는 메모리와; 사용자가 일정거리를 이동할때, 그 사용자의 이동에 따른 자장의 변화를 측정하여 가속도를 검출하는 가속도센서와; 사용자가 일정거리를 이동할때, 그 사용자의 이동에 따른 지자기를 검출하는 지자기센서와; 상기 가속도와 지자기를 소정 신호처리하여, 사용자의 움직임 및 이동방향, 이동통신단말기의 평형상태에 따른 감지데이터를, 상기 메모리의 기준데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 음주상태를 표시수단에 표시하는 제어수단을 포함하고 감지데이터가 기준데이터보다 크면 음주상태로 판정하여 표시하고, 감지데이터가 기준데이터보다 작으면 정상상태로 판정하여 표시하는 기술을 개시한 바 있다.
다른 선행기술에는 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0091554호 (2002.12.06.) '이동통신 단말기를 이용한 음주측정 방법 및 이를 위한 시스템'이 있다. 상기 선행기술에서는 이동통신망과 접속되며, 사용자의 토출호흡기 내의 음주 데이터를 측정하기 위한 음주측정 센서가 구비된 이동통신 단말기; 음주 상태에 따른 다양한 안내 메시지를 기저장하며, 상기 이동통신 단말기에 구비된 상기 음주측정 센서에 의해 측정된 음주 데이터를 상기 이동통신망을 통해 수신하여 상기 음주 데이터에 대응하는 음주 상태를 진단하고, 진단 결과에 대응하는 안내 메시지를 독출하여 상기 이동통신망을 통해 상기 이동통신 단말기로 전송하는 음주측정 서버를 포함하는 기술을 개시한 바 있다.
또 다른 선행기술에는 대한민국 등록특허공보 제10-2234164호(2021.03.25.) '접촉식 음주측정센서를 이용한 음주 사고 예방 시스템 및 이를 이용한 음주 사고 예방 방법'이 있다. 상기 선행기술에서는 접촉식 음주 측정 센서가 구비된 사용자 단말기로부터 음주측정결과와 신원인증정보를 전달받아 사용자의 음주 여부 및 기 등록된 사용자인지를 판정하고, 해당 사용자가 기 등록된 사용자이고 음주 상태가 아닌 경우 인증코드를 생성하여 사용자 단말기로 전송하는 중앙관제서버와; 관제 대상 장치에 설치되고, 상기 사용자 단말기로 전송된 인증코드가 인식되는 경우, 관제 대상 장치의 장치제어부로 제어 명령을 전송하는 관제단말기를 포함하는 기술을 개시한 바 있다.
그러나 전술한 선행기술들에서는 이동형 단말기의 디스플레이에 가상의 보행유도선과 터치 요구 객체가 출력되어 피평가자의 균형감각과 반사신경 등에 대한 운동 능력을 신속하게 예측할 수 있는 기술을 제안하지는 못하였다.
본 발명은 상기한 발명의 배경으로부터 요구되는 기술적 필요성을 충족하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 기술의 문제점을 해결하고 제안점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 이동형 단말기의 디스플레이에 가상의 보행유도선과 터치 요구 객체가 출력되어 피평가자의 균형감각과 반사신경 등에 대한 운동 능력을 신속하게 예측할 수 있는 기술을 제공하는 것에 목적이 있다. 또한, 음주 정도를 정량적인 수치로 표시해주는 종래의 음주측정기가 적용되기 어려운 특정 환경에서 피평가자의 음주상태 예측을 수행하는 기술을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템은 피평가자의 가속도데이터를 취득하는 가속도센서, 중력가속도를 취득하는 중력센서, 회전속도, 회전정도, 기울임 정도를 측정하여 회전데이터를 취득하는 자이로센서, 실시간위치데이터를 산출하는 GPS센서, 공기 압력을 측정하여 고도데이터를 취득하는 압력센서, 피평가자 존재 여부를 판단하는 근접센서, 피평가자의 안면부와 노면 이미지데이터를 취득하는 이미지센서가 포함되는 보행신호센싱부;와, 보행분석데이터를 저장하는 데이터저장부, 보행분석데이터를 GUI 형태로 출력하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부에 표시되는 특정 그래픽 이미지를 선택 또는 실행 등의 명령을 전송하는 기능을 수행하는 터치신호입력부, 보행분석데이터를 전송하기 위한 무선통신부, 보행분석데이터를 생성하여 출력하는 제어부가 포함되는 보행정보분석부;로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 음주상태 예측방법은 보행신호센싱부가 활성화되는 보행신호센싱부 활성화단계; 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 이미지데이터의 초기 기준점을 확보하는 기준데이터 취득단계; 보행신호를 처리하고 운동능력을 분석하는 보행분석단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명은 이동형 단말기의 디스플레이에 가상의 보행유도선과 터치 요구 객체가 출력되어 피평가자의 균형감각과 반사신경 등에 대한 운동 능력을 신속하게 예측할 수 있는 효과가 있다. 또한, 음주 정도를 정량적인 수치로 표시해주는 종래의 음주측정기가 적용되기 어려운 특정 환경에서 피평가자의 음주상태 예측을 수행할 수 있는 효과가 있다.
종래 스마트 디바이스의 일반적 구성인 각종 센서류, 터치입력식 디스플레이 모듈, 무선통신모듈, 프로세서류를, 음주상태 예측시스템 구성을 위한 보행신호센싱부, 디스플레이부, 터치신호입력부, 무선통신부 및 제어부로 응용/적용함으로써 피평가자의 균형감각과 반사신경에 대한 운동능력 측정 시, 퀵 스크리닝 툴로 활용할 수 있는 효과를 제공 가능하다.
각종 센서류로부터 계측된 피평가자의 물리적 움직임 요소 데이터들과, 피평가자 안면인식 및 노면에 대한 이미지데이터를 통합하고, 프로세싱하기 전의 신호데이터를 증폭, 노이즈제거, A/D변환할 수 있어 보다 명확한 데이터의 제공이 가능하다.
피평가자의 실질적 운동능력 평가를 위한 보행분석데이터, 사용자 인증 및 증강현실 구현 시 필요로 하는 데이터를 산출 가능하다.
평가자가 설정한 운동능력 기준 데이터와 피평가자의 운동능력 측정데이터 간의 매칭을 통해 유효성 검증을 수행하고, 진단 또는 분석된 정보를 저장하고 출력할 수 있다.
음주상태 예측시스템을 통하여 보행신호에 대한 데이터계측, 데이터처리, 데이터분석이 시계열적으로 순차 처리되는 방법을 제시함으로써 피평가자의 운동능력 분석이 가능한 효과를 제공할 수 있다.
보행신호 계측이 순차적으로 이루어지거나 동시에 이루어지는 특징을 제시함으로써 제어부가 일반적인 데이터 순차처리와 고속처리가 모두 가능함을 시사하는 효과를 제공할 수 있다.
다변량 데이터분석 시 변화량 감지를 수행하기 위한 기준데이터(reference data) 설정 과정에서, 음주상태 예측시스템을 구성하는 하나의 카메라(제1이미지센서=전면부카메라)는 피평가자의 안면인식을 위한 기준데이터를 수집하고 또 다른 하나의 카메라(제2이미지센서=후면부카메라)는 증강현실 구현을 위한 노면 이미지 기준데이터를 각각 분류 수집함으로써 보다 구체화되고 이원화된 기준데이터를 수집하는 효과를 제공할 수 있다.
노면 이미지데이터와 연계되어 보행유도선이 증강현실 형태로 구현될 수 있고, 이와 동시에 운동능력 분석과도 연계됨으로써 평가자와 피평가자 간의 운동능력 분석결과를 상호 공유할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
피평가자가 보행유도선을 인지하는지 확인하되, 보행유도선과 타겟표식이 상호 작용하는 과정을 특정시킴으로써 피평가자의 정량적인 인지와 평가자의 정량적인 운동능력 평가가 더 이루어지는지 효과를 제공할 수 있다.
운동능력 분석 시 보행유도선과 타겟표식에 의한 평가뿐만 아니라 피평가자의 이동속도 정보가 더 포함되는 정량 평가가 이루어지는 효과를 제공할 수 있다.
보행오차 감지 시 경고 메시지, 점멸 알람, 경고음 중 어느 하나 이상을 발생시킬 수 있는 기준점을 제시할 수 있다.
보행유도선과 타겟표식 간의 일치도와 이동속도 분석에 의한 운동능력 평가뿐만 아니라 불시에 출력되는 터치 요구 객체 처리 방식에 의한 운동능력 평가가 더 이루어지는 효과를 제공할 수 있다.
보행유도선의 난이도 조절 예시를 제안함으로써 다양한 형태의 실시예로 구현할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
피평가자의 족적을 노면 이미지데이터와 보행유도선에 연계하여 증강현실로 나타냄으로써 운동능력 평가방법을 다양한 형태의 실시예로 구현할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템을 이용하여 피평가자가 음주상태를 평가받는 상태의 예시도 1;
도 2는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템을 이용하여 피평가자가 음주상태를 평가받는 상태의 예시도 2;
도 3은 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템의 상세 구성을 도시한 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 보행정보분석부의 상세 구성을 나타낸 구성도;
도 5는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템을 이용한 음주상태 예측방법의 시계열적인 흐름을 나타낸 실시흐름도;
도 6은 디스플레이부에 구현되는 보행유도선, 원형표식, 타겟표식, 속도정보의 구성에 대한 예시도;
도 7은 디스플레이부에 난이도가 상승한 보행유도선이 출력된 예시도 1;
도 8은 디스플레이부에 난이도가 상승한 보행유도선이 출력된 예시도 2;
도 9는 디스플레이부에 터치 요구 객체가 생성된 예시도;
도 10은 디스플레이부에 보행유도선과 증강현실이 연계되어 가상의 족적이 출력된 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템을 이용하여 피평가자가 음주상태를 평가받는 상태의 예시도 2;
도 3은 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템의 상세 구성을 도시한 구성도;
도 4는 본 발명에 따른 보행정보분석부의 상세 구성을 나타낸 구성도;
도 5는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템을 이용한 음주상태 예측방법의 시계열적인 흐름을 나타낸 실시흐름도;
도 6은 디스플레이부에 구현되는 보행유도선, 원형표식, 타겟표식, 속도정보의 구성에 대한 예시도;
도 7은 디스플레이부에 난이도가 상승한 보행유도선이 출력된 예시도 1;
도 8은 디스플레이부에 난이도가 상승한 보행유도선이 출력된 예시도 2;
도 9는 디스플레이부에 터치 요구 객체가 생성된 예시도;
도 10은 디스플레이부에 보행유도선과 증강현실이 연계되어 가상의 족적이 출력된 예시도이다.
이하에서는, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 음주상태 예측시스템(10)은 보행신호센싱부(100)와 보행정보분석부(200)가 포함된다. 상기 음주상태 예측시스템(10)은 유무선 충전이 가능한 배터리 모듈이 내재되어 구동되고 응용프로그램이 구동될 수 있는 운영체제가 구비된 개인용디지털보조기, 스마트폰, 스마트패드, 테블릿PC 등의 이동형 단말기 형태이면 모두 응용하여 사용할 수 있으나 전술한 이동형 단말기 종류에 한정하는 것은 아니다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템(10)을 이용하여 피평가자(A)가 음주상태를 평가받는 상태를 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템(10)의 상세 구성을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 보행정보분석부(200)의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 보행신호센싱부(100)와 보행정보분석부(200)에 대한 구성 관계를 상술하면 다음과 같다.
보행신호센싱부(100)는 피평가자(A)에 가해지는 속도 변화, 힘의 세기, 움직임 인식, 이동속도 변화량을 측정하여 가속도데이터를 취득하는 가속도센서(110), 상기 피평가자(A)에 가해지는 중력가속도를 측정하여 중력데이터를 산출하는 중력센서(120), 피평가자(A)에 가해지는 회전속도, 회전정도, 기울임 정도를 측정하여 회전데이터를 취득하는 자이로센서(130), GPS위성으로부터 위치와 시간 데이터를 전달받아 피평가자(A)의 실시간위치데이터를 산출하는 GPS센서(140), 피평가자(A) 주위의 공기 압력을 측정하여 고도데이터를 취득하는 압력센서(150), 음주상태 예측시스템(10)에 물리적으로 근접하는 피평가자(A) 존재 여부를 판단하는 근접센서(160), 피평가자(A)의 안면부와 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향의 도로를 촬영하여 노면에 대한 이미지데이터를 취득하는 이미지센서(170)로 구성된다.
보다 상세하게는, 상기 가속도센서(110)는 피평가자(A)에 가해지는 x축, y축, z축 방향의 속도 변화, 힘의 세기, 움직임 인식, 이동속도 변화량을 감지하고 측정하여 가속도데이터를 산출하는 것으로, 상기 가속도데이터를 통해서 피평가자(A)의 보행속도와 보행거리를 산출하는데 사용된다.
상기 중력센서(120)는 피평가자(A)에 가해지는 x축, y축, z축 방향의 중력가속도를 감지하고 측정하여 중력데이터를 산출하는 것으로, 상기 중력데이터를 통해 음주상태 예측시스템(10)의 가로 방향 위치 또는 세로 방향 위치를 판별하여 음주상태 예측시스템(10)의 기준 위치를 자동으로 변경시키는데 사용된다.
상기 자이로스코프센서(130)는 피평가자(A)에 가해지는 x축, y축, z축 방향의 회전속도, 회전정도, 기울임 정도에 대한 각속도를 감지하고 측정하여 회전데이터를 산출하는 것으로, 상기 회전데이터를 통해서 피평가자(A)의 보행각도를 산출하는데 사용된다.
상기 GPS센서(140)는 GPS 위성으로부터 상기 음주상태 예측시스템(10)이 작동되는 시간정보와 피평가자(A)의 위치정보를 전달받아 실시간위치데이터를 산출하는 것으로, 정량적인 위치기반 서비스를 구현하는데 사용된다.
상기 압력센서(150)는 피평가자(A)에 가해지는 기압을 감지하고 측정하여 고도데이터를 산출하는 것으로, 상기 고도데이터를 통해서 피평가자(A)가 위치한 지형 정보를 유추하여 정량적인 운동량 정보와 보행경사를 산출하는데 사용된다.
상기 근접센서(160)는 피평가자(A)와 음주상태 예측시스템(10) 간의 물리적인 근접 존재 여부를 판단하고 음주 상태 예측을 위하여 상기 가속도센서(110), 중력센서(120), 자이로스코프센서(130), GPS센서(140), 압력센서(150), 이미지센서(170)의 동작이 즉각적으로 활성화되고 개시되도록 하는데 사용된다.
상기 이미지센서(170)는 피평가자(A)가 음주상태 예측시스템(10)이 구비된 이동형 단말기를 손에 쥐고 보행을 시작하면 상기 피평가자(A)의 안면부 모습을 촬영함과 동시에 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향의 도로를 촬영하기 위한 것이다. 이를 위해서 상기 이미지센서(170)는 상기 피평가자(A)의 안면부 이미지데이터를 취득하고 실시간 사용자인증을 위한 목적의 제1이미지센서(171)와, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향의 도로에 대한 노면 이미지데이터를 취득하고 후술할 보행유도선(L)과의 연계를 통한 증강현실(augmented reality, AR)을 구현하기 위한 제2이미지센서(172)가 더 구비된다.
도 4는 본 발명에 따른 보행정보분석부(200)의 상세 구성을 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 보행정보분석부(200)의 구성 관계를 상술하면 다음과 같다.
보행정보분석부(200)는 보행신호센싱부(100)로부터 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터를 수신하고, 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사에 대한 보행환경을 포함하는 보행상태 분석을 수행하여, 보행분석데이터를 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
이를 위해서 상기 보행정보분석부(200)는 데이터저장부(210), 디스플레이부(220), 터치신호입력부(230), 무선통신부(240), 제어부(250)를 포함하여 구성되며 전술한 세부 기술 요소에 대하여 상술하면 다음과 같다.
데이터저장부(210)는 보행정보분석부(200)의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터 및 상기 제어프로그램 수행에 필요한 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함할 수 있다. 상기 데이터영역에는 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터, 분석된 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사에 대한 보행분석데이터를 저장할 수 있다.
디스플레이부(220)는 후술할 제어부(250)의 제어를 받아 보행정보분석부(200)의 동작상태, 보행분석데이터, 피평가자(A) 위치정보 등의 다양한 데이터와 정보를 텍스트, 아이콘, 그래프, GUI(graphical user interface), 정지영상, 동영상 등의 그래픽 이미지 중 어느 하나 이상을 표시해주는 기능을 수행한다.
터치신호입력부(230)는 피평가자(A)가 손가락 또는 터치입력도구 등으로 상기 디스플레이부(220)에 표시되는 특정 그래픽 이미지를 선택 또는 실행 등의 명령을 전송하는 기능을 수행함으로써 피평가자(A)가 다양한 정보를 입력할 수 있도록 한다.
무선통신부(240)는 보행신호센싱부(100)에서 수집된 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터와 같은 로우데이터(raw data)와 데이터저장부(210)에 저장된 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사와 같은 분석데이터를 백업 또는 검증을 위한 특정 단말기(도면 미도시)로 송출 또는 전송하기 위해서 와이파이, 블루투스, 지그비, 울트라와이드밴드와 같은 방식으로 무선 통신 기능을 수행한다.
제어부(250)는 데이터수집부(251), 데이터분석부(252), 데이터출력부(253)를 포함하고 본 발명에 따른 보행신호센싱부(100)와 보행정보분석부(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 데이터수집부(251)는 보행신호센싱부(100)로부터 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터를 수집하되, 수집된 신호데이터를 증폭하며, 증폭된 신호데이터에서 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 증폭모듈(도면 미도시), 필터모듈(도면 미도시), A/D변환모듈(도면 미도시) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 데이터분석부(252)는 가속도데이터 분석모듈(252a), 중력데이터 분석모듈(252b), 회전데이터 분석모듈(252c), 위치데이터 분석모듈(252d), 근접데이터 분석모듈(252e), 고도데이터 분석모듈(252f), 이미지데이터 분석모듈(252g)이 더 포함되어 구성되며, 상기 수집되는 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터로부터 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사, 사용자인증정보, 노면정보에 대한 보행분석데이터를 생성하여 출력한다.
상기 데이터출력부(253)는 상기 데이터분석부(252)에서 분석된 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사에 대한 보행분석데이터를 상기 데이터저장부(210)에 저장하거나 상기 디스플레이부(220)를 통해서 표시하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명에 따른 음주상태 예측시스템(10)을 이용한 음주상태 예측방법의 시계열적인 흐름을 나타낸 실시흐름도이고, 도 6은 디스플레이부(220)에 구현되는 보행유도선(L), 원형표식(C), 타겟표식(T), 속도정보(V)의 구성에 대한 예시도이며, 도 7과 도 8은 디스플레이부(220)에 난이도가 상승한 보행유도선(L2, L3)이 출력된 예시도이고, 도 9는 디스플레이부(220)에 터치 요구 객체(E)가 생성된 예시도이며, 도 10은 디스플레이부(220)에 보행유도선(L)과 증강현실이 연계되어 가상의 족적(F)이 출력된 예시도이다.
도 5 내지 도 10을 참조하여 음주상태 예측방법을 상술하면 다음과 같다.
피평가자(A)가 음주상태 예측시스템(10)이 구비된 이동형 단말기를 파지하면(S110) 보행신호센싱부(100)의 근접센서(160)가 활성화(S120)되면서, 가속도센서(110), 중력센서(120), 자이로스코프센서(130), GPS센서(140), 압력센서(150), 이미지센서(170)의 보행정보 취득에 직접적으로 연관된 센서들의 동작이 순차적 형태 또는 동시다발적 형태 중 어느 하나의 형태로 활성화(S130)되는 보행신호센싱부 활성화단계(S100);가 수행된다.
상기 보행신호센싱부 활성화단계(S100)가 수행된 이후에는 데이터 취득의 초기 기준점을 확보하기 위하여 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 이미지데이터에 대한 기준데이터 취득단계(S200);가 수행된다. 상기 기준데이터 취득단계(S200) 수행 시, 이미지센서(170)를 구성하는 제1이미지센서(171)는 피평가자(A)의 초기 안면부 이미지데이터를 취득하고 제2이미지센서(172)는 피평가자(A)가 이동해야 할 도로의 초기 노면 이미지데이터를 취득한다.
상기 기준데이터 취득단계(S200)가 수행된 이후에는, 보행분석단계(S300);가 수행된다. 상기 보행분석단계(S300)에 대해서 상술하면 다음과 같다.
디스플레이부(220)에는 제2이미지센서(172)에서 취득된 노면 이미지데이터가 실시간으로 출력됨과 동시에 피평가자(A)가 보행해야할 보행유도선(L1)이 중첩되어 표시된다(S310). 상기 피평가자(A)는 상기 보행유도선(L1)을 따라 보행을 개시(S320)하는 것으로 운동 능력 평가가 시작된다.
상기 피평가자(A)가 보행을 개시하면, 제어부(250)의 데이터수집부(251)는 보행신호센싱부(100)로부터 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터를 수집하되, 수집된 신호데이터를 증폭하며, 증폭된 신호데이터에서 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 보행신호 처리단계(S330)가 수행된다.
상기 보행신호처리단계(S330)가 수행된 이후에는 제어부(250)의 데이터분석부(252)에서 데이터분석이 수행되는데, 가속도데이터 분석모듈(252a)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 가속도데이터를 분석하고, 중력데이터 분석모듈(252b)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 중력데이터를 분석하며, 회전데이터 분석모듈(252c)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 회전데이터를 분석하고, 위치데이터 분석모듈(252d)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 위치데이터를 분석하며, 근접데이터 분석모듈(252e)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 근접이 지속적으로 감지되는지에 대한 근접데이터를 분석하고, 고도데이터 분석모듈(252f)에서 이동형 단말기를 파지한 피평가자(A)의 고도데이터를 분석하며, 이미지데이터 분석모듈(252g)에서 피평가자(A)에 대한 안면부 이미지데이터와 피평가자(A)가 이동해야할 도로의 노면 이미지데이터를 분석함으로써 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사, 사용자인증정보, 노면정보에 대한 보행분석데이터가 생성되는 운동능력 분석단계(S340)가 수행된다.
상기 운동능력 분석단계(S340)에 대하여 상술하면 다음과 같다.
상기 피평가자(A)는 보행유도선(L1)을 따라 균형감각을 유지한 채 보행하면서 원형표식(C)이 타겟표식(T)에 접하지 않고 중앙에 위치하도록 보행하는 균형감각이 유지되는지에 대한 운동 능력 평가를 수행한다(S341). 또한, 상기 디스플레이부(220)에는 피평가자(A)에게 요구되는 보행 요청속도와 피평가자(A)가 보행하는 현재속도에 대한 속도정보(V)가 더 표시되며, 이를 통해서도 보행속도를 일정하게 유지할 수 있는지에 대한 운동 능력 평가가 이루어진다(S342).
만약 피평가자(A)가 보행하는 과정에서 상기 원형표식(C)이 타겟표식(T)에 접하거나 벗어나는 경우와 운동 능력 평가를 위한 요청속도와 피평가자가 보행하는 현재속도가 불일치하여 속도정보(V)에 오차가 발생하는 경우 중 어느 하나 이상의 보행오차가 감지되면(S343), 상기 디스플레이부(220)에는 경고 메시지가 출력되거나, 상기 디스플레이부(220)가 점멸하여 경고가 이루어지거나, 이동형 단말기에 구비된 스피커에서 경고음이 발생한다(S344).
전술한 상기 운동능력 분석단계(S340)는 피평가자(A)의 균형감각과 반사신경에 대한 운동능력을 분석하는 것으로, 상기 반사신경에 대한 운동능력을 더 평가하기 위해서 반사신경 평가단계(S345)가 더 포함될 수도 있다.
상기 반사신경 평가단계(S346)는 상기 운동능력 분석단계(S340)가 수행되는 과정에서 수시로 수행될 수 있는 것으로, 상기 디스플레이부(220)에는 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 터치 요구 객체(E)가 생성되어 피평가자(A)의 반사신경에 대한 운동 능력을 측정할 수 있다. 상기 터치 요구 객체(E)는 숫자 또는 영문자 등의 기호가 무작위로 출력되면 상기 피평가자(A)는 상기 터치 요구 객체(E)를 오름차순 또는 내림차순으로 상기 피평가자(A)의 손가락 또는 터치입력도구(도면 미도시) 등으로 일정 시간 내에 터치신호입력부(230)에 터치 신호를 입력함으로써 반사신경을 평가받는다.
상기 운동능력 분석단계(S340)가 수행된 이후에는, 보행정보분석부(200)의 데이터저장부(210)에 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 상기 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터, 분석된 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사에 대한 보행분석데이터를 저장하는 운동정보 저장단계(S350)가 수행된다,
만일 상기 운동능력 분석단계(S340)에서 피평가자(A)가 음주에 의한 균형감각과 반사신경 등의 운동 능력이 저하된 것으로 간주되면, 상기 디스플레이부(220)에는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 보행 난이도가 상승한 보행유도선(L2, L3)이 출력되면서 피평가자(A)의 보행 분석을 더 수행할 수 있다. 상기 보행유도선(L1, L2, L3)의 형태, 수행 횟수에 제한하는 것은 아니며, 운동 평가의 신뢰성 확보와 평균 수치를 산출하기 위해서 최소 세 번 이상의 보행 평가가 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 도 10과 같이 보행유도선(L)과 증강현실을 연계하여 가상의 족적(F)이 디스플레이부(220)에 출력되도록 함으로써 피평가자(A)가 균형감각과 반사신경 등에 대한 운동 능력을 측정하는 과정에서 음주상태 예측시스템(10) 기반의 평가방법에 대한 이해도를 증진시키거나 평가결과의 정확도를 향상시키는데 활용할 수도 있는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
A : 피평가자
10 : 음주상태 예측시스템
100 : 보행신호센싱부
110 : 가속도센서 120 : 중력센서
130 : 자이로스코프센서 140 : GPS센서
150 : 압력센서 160 : 근접센서
170 : 이미지센서
171 : 제1이미지센서
172 : 제2이미지센서
200 : 보행정보분석부
210 : 데이터저장부 220 : 디스플레이부
230 : 터치신호입력부 240 : 무선통신부
250 : 제어부
251 : 데이터수집부
252 : 데이터분석부
252a : 가속도데이터 분석모듈
252b : 중력데이터 분석모듈
252c : 회전데이터 분석모듈
252d : 위치데이터 분석모듈
252e : 근접데이터 분석모듈
252f : 고도데이터 분석모듈
252g : 이미지데이터 분석모듈
253 : 데이터출력부
10 : 음주상태 예측시스템
100 : 보행신호센싱부
110 : 가속도센서 120 : 중력센서
130 : 자이로스코프센서 140 : GPS센서
150 : 압력센서 160 : 근접센서
170 : 이미지센서
171 : 제1이미지센서
172 : 제2이미지센서
200 : 보행정보분석부
210 : 데이터저장부 220 : 디스플레이부
230 : 터치신호입력부 240 : 무선통신부
250 : 제어부
251 : 데이터수집부
252 : 데이터분석부
252a : 가속도데이터 분석모듈
252b : 중력데이터 분석모듈
252c : 회전데이터 분석모듈
252d : 위치데이터 분석모듈
252e : 근접데이터 분석모듈
252f : 고도데이터 분석모듈
252g : 이미지데이터 분석모듈
253 : 데이터출력부
Claims (14)
- 음주상태 예측시스템에 있어서,
피평가자(A)의 가속도데이터를 취득하는 가속도센서(110), 중력가속도를 취득하는 중력센서(120), 회전속도, 회전정도, 기울임 정도를 측정하여 회전데이터를 취득하는 자이로센서(130), 실시간위치데이터를 산출하는 GPS센서(140), 공기 압력을 측정하여 고도데이터를 취득하는 압력센서(150), 피평가자(A) 존재 여부를 판단하는 근접센서(160), 피평가자(A)의 안면부와 노면 이미지데이터를 취득하는 이미지센서(170)가 포함되는 보행신호센싱부(100);와,
보행분석데이터를 저장하는 데이터저장부(210), 보행분석데이터를 GUI 형태로 출력하는 디스플레이부(220), 상기 디스플레이부(220)에 표시되는 특정 그래픽 이미지를 선택 또는 실행 등의 명령을 전송하는 기능을 수행하는 터치신호입력부(230), 보행분석데이터를 전송하기 위한 무선통신부(240), 보행분석데이터를 생성하여 출력하는 제어부(250)가 포함되는 보행정보분석부(200);를 포함하며,
상기 디스플레이부(220)는,
상기 이미지 센서에서 취득된 노면 이미지 데이터가 출력되며, 동시에 피평가자가 보행해야할 보행 유도선이 중첩되어 출력되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(250)는 보행신호센싱부(100)로부터 가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 피평가자(A) 안면부 이미지데이터, 피평가자(A)가 이동하는 진행 방향 도로의 노면 이미지데이터를 수집하는 데이터수집부(251)가 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(250)는 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사, 사용자인증정보, 노면정보에 대한 보행분석데이터를 생성하여 출력하는 데이터분석부(252)가 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(250)는 피평가자(A)의 보행분석데이터를 상기 데이터저장부(210)에 저장시키거나 상기 디스플레이부(220)를 통해서 표시하는 기능을 수행하는 데이터출력부(253)가 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측시스템. - 음주상태 예측방법에 있어서,
보행신호센싱부(100)가 활성화되는 보행신호센싱부 활성화단계(S100);
가속도데이터, 중력데이터, 회전데이터, 위치데이터, 근접데이터, 고도데이터, 이미지데이터의 초기 기준점을 확보하는 기준데이터 취득단계(S200);
보행신호를 처리하고 운동능력을 분석하는 보행분석단계(S300);가 포함되며,
상기 보행분석단계(S300)는,
제2이미지센서(172)에서 취득된 노면 이미지데이터가 실시간으로 출력됨과 동시에 보행유도선(L1)이 중첩되어 표시되는 보행유도선 표시단계(S310)와 피평가자(A)의 보행속도, 보행거리, 보행각도, 보행위치, 보행경사, 사용자인증정보, 노면정보에 대한 보행분석데이터가 생성되는 운동능력 분석단계(S340)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 보행신호센싱부 활성화단계(S100)는 근접센서(160)가 활성화되면서, 가속도센서(110), 중력센서(120), 자이로스코프센서(130), GPS센서(140), 압력센서(150), 이미지센서(170)의 동작이 순차적 형태 또는 동시다발적 형태 중 어느 하나의 형태로 활성화되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 기준데이터 취득단계(S200)는 제1이미지센서(171)에서 피평가자(A)의 초기 안면부 이미지데이터를 취득하고 제2이미지센서(172)에서 도로의 노면 이미지데이터를 취득하는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 삭제
- 제 5 항에 있어서,
상기 운동능력 분석단계(S340)는 피평가자(A)가 보행유도선(L1)을 따라 균형감각을 유지한 채 보행하면서 원형표식(C)이 타겟표식(T)에 접하지 않고 중앙에 위치하는지 평가하는 균형감각 평가단계(S341)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 운동능력 분석단계(S340)는 피평가자(A)에게 요구되는 보행 요청속도와 피평가자(A)가 보행하는 현재속도에 대한 속도정보(V)가 더 표시되어 보행속도가 일정하게 유지되는지 평가하는 보행속도 평가단계(S342)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 운동능력 분석단계(S340)는 원형표식(C)이 타겟표식(T)에 접하거나 벗어나는 경우와, 요청속도와 피평가자(A)가 보행하는 현재속도가 불일치하는 경우를 감지하는 보행오차 감지단계(S343)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 운동능력 분석단계(S340)는 피평가자(A)가 터치 요구 객체(E)에 대해서 일정 시간 내에 터치 신호를 입력하는 반사신경 평가단계(S345)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 운동능력 분석단계(S340)에서 피평가자(A)가 균형감각과 반사신경이 저하된 것으로 간주되면, 보행 난이도가 상승한 보행유도선(L2, L3)이 출력되어 피평가자(A)의 보행 분석이 더 수행되는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법. - 제 5 항 내지 제 7 항 및 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보행유도선(L1, L2, L3)은 증강현실과 연계되어 가상의 족적(F)이 디스플레이부(220)에 출력되면서 피평가자(A)의 균형감각과 반사신경 측정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 음주상태 예측방법.
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2021
- 2021-09-30 KR KR1020210130403A patent/KR102395234B1/ko active IP Right Grant
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