KR102408306B1 - 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템에 관한 것으로, 특정 공간에 설치되고 상기 특정 공간에서 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수, 심박수 및 응급호출 여부를 포함하는 생활신호를 비접촉 감지하는 레이더 센서; 상기 레이더 센서에 의해 수집된 생활신호를 수신하고 수신된 생활신호를 분석하여 상기 특정 공간에 대한 모니터링을 수행하면서 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 검출하고 상기 응급상황에 관한 알림을 제공하는 모니터링 서버; 및 전용 어플리케이션을 통해 상기 레이더 센서 및 상기 모니터링 서버 각각과 연동하는 사용자 단말;을 포함한다. 따라서, 본 발명은 가정, 사무실 등의 특정 공간에서 생활신호를 감지하여 사용자의 위급상황 발생을 효과적으로 검출할 수 있다.
Description
본 발명은 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성 인식이 가능한 레이더 센서를 이용하여 가정 및 사무실 등 실내 환경에서 발생하는 사용자의 위급상황을 효과적으로 검출하고 신속한 구조를 제공할 수 있는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 65세 이상의 인구가 전체 인구를 차지하는 비율이 7% 이상이면 고령화 사회(Aging Society)라 하고, 14% 이상이면 고령 사회(Aged Society)라 하고, 20% 이상이면 후기 고령 사회(Post-aged Society) 혹은 초고령 사회라고 한다.
이러한 고령화 추세와 더불어 최근 1인 가구의 증가로 인해 사망 후 한참 방치되었다가 발견되는 고독사가 늘어나고 있다. 이에 따라 각급 지방자치단체에서는 사회복지사나 자원봉사자들로 하여금 나이가 많은 독거노인들을 주기적으로 방문하거나 전화를 통해 건강상태를 확인하도록 하는 등 고독사 예방을 위한 노력을 기울이고 있다.
그러나, 이러한 방법은 한정된 인력으로 인해 독거노인들의 상태를 실시간으로 확인할 수 없고 응급상황이 발생하였을 때 신속하게 대처하기 어려운 문제가 있다.
이에 따라 최근에는 정보통신기술을 이용하여 독거노인의 집에 감시장치를 설치하고 응급상황이 발생하였을 때 보호자나 응급센터로 자동으로 연락할 수 있는 모니터링 시스템에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.
본 발명의 일 실시예는 음성 인식이 가능한 레이더 센서를 이용하여 가정 및 사무실 등 실내 환경에서 발생하는 사용자의 위급상황을 효과적으로 검출하고 신속한 구조를 제공할 수 있는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 레이더 센서를 통해 사용자의 재실 및 활동(움직임) 여부, 호흡 및 심박 수 등의 다양한 생활 신호를 비접촉 방식으로 동시 모니터링을 수행할 수 있는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 레이더 센서에 음성 인식을 추가시켜 사용자의 응급 호출 음성 정보를 모니터링 하면서 이벤트 발생을 자동 감지하여 외부와 신속한 연락을 취함으로써 건강수명 유지 및 생활 안전에 기여할 수 있는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템은 특정 공간에 설치되고 상기 특정 공간에서 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수, 심박수 및 응급호출 여부를 포함하는 생활신호를 비접촉 감지하는 레이더 센서; 상기 레이더 센서에 의해 수집된 생활신호를 수신하고 수신된 생활신호를 분석하여 상기 특정 공간에 대한 모니터링을 수행하면서 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 검출하고 상기 응급상황에 관한 알림을 제공하는 모니터링 서버; 및 전용 어플리케이션을 통해 상기 레이더 센서 및 상기 모니터링 서버 각각과 연동하는 사용자 단말;을 포함한다.
상기 레이더 센서는 전방에 형성되는 센서 감지 영역 내로 레이더 신호를 송신한 후 반사된 신호를 수신하여 상기 생활신호를 측정하는 생활 감지 모듈; 상기 사용자의 음성 인식을 통해 상기 생활신호 중 응급호출 여부를 측정하는 음성 인식 모듈; 및 상기 모니터링 서버 또는 상기 사용자 단말과 네트워크 연결되어 통신 기능을 제공하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 레이더 센서는 상기 음성 인식 모듈에서 상기 사용자의 음성 신호를 자연어 처리하여 음성 명령을 획득하고 획득한 음성 명령이 사전 정의한 적어도 하나의 응급호출 명령어인 경우 응급호출 이벤트를 발생할 수 있다.
상기 레이더 센서는 상기 음성 인식 모듈에서 상기 사용자로부터 인식된 음성을 텍스트로 변환하고 기학습된 데이터 인식 모델을 통해 변환된 텍스트에 대한 단어나 형태소를 추출하고 추출한 단어 또는 형태소가 사전 정의한 응급호출 명령어에 포함된 경우 상기 사용자의 응급 상황 발생을 알리는 응급호출 이벤트 신호를 출력할 수 있다.
상기 모니터링 서버는 상기 응급호출 이벤트 신호가 수신되면 기 설정된 관리자 또는 보호자의 사용자 단말에 상기 사용자의 응급호출에 관한 알림을 제공하고 조치가 취해지기 전까지 상기 레이더 센서의 음성 인식 모듈을 통해 상기 사용자와의 대화를 시도할 수 있다.
상기 모니터링 서버는 상기 응급호출에 따른 이벤트 발생이 검출된 경우 외부 지정처에 알림 제공시 상기 사용자의 호흡 및 심박수에 관한 생체 정보를 함께 제공할 수 있다.
상기 모니터링 서버는 상기 생활신호를 기초로 상기 사용자의 재실 여부를 결정하고, 상기 사용자의 재실에 따라 상기 사용자의 활동 여부를 추적하며, 상기 사용자의 움직임에 따른 움직임 데이터가 소정의 제1 시간 동안 연속하여 발생하면 상기 사용자의 활동으로 처리하고, 소정의 제2 시간 동안 상기 사용자의 활동에 관한 처리 빈도수를 기초로 상기 사용자의 움직임에 관한 활동량을 산출하여 등급화 하고, 상기 사용자의 활동에 관한 처리가 소정의 제3 시간 동안 지속적으로 실패하는 경우 상기 생활신호의 호흡수 및 심박수에 따라 상기 재실 여부를 갱신하고, 상기 갱신에 따라 상기 사용자의 재실이 소정의 제4 시간을 초과하여 연속적으로 발생하는 경우 상기 응급상황에 관한 알림을 상기 사용자 단말에게 전송할 수 있다.
상기 모니터링 서버는 상기 호흡수 및 심박수 각각에 대해 정상 범위, 경계 범위 및 응급 범위를 설정하고, 상기 검출마다 상기 경계 범위 및 상기 응급 범위에서의 분포를 수집하며, 상기 분포의 범위별 패턴과 비율에 따라 상기 응급상황의 등급을 결정하고, 상기 등급에 따라 상기 알림을 차등적으로 생성할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템은 음성 인식이 가능한 레이더 센서를 이용하여 가정 및 사무실 등 실내 환경에서 발생하는 사용자의 위급상황을 효과적으로 검출하고 신속한 구조를 제공할 수 있는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템은 레이더 센서를 통해 사용자의 재실 및 활동(움직임) 여부, 호흡 및 심박 수 등의 다양한 생활 신호를 비접촉 방식으로 동시 모니터링을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템은 레이더 센서에 음성 인식을 추가시켜 사용자의 응급 호출 음성 정보를 모니터링 하면서 이벤트 발생을 자동 감지하여 외부와 신속한 연락을 취함으로써 건강수명 유지 및 생활 안전에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 레이더 센서의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 레이더 센서의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 모니터링 서버의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 상황 감시 및 응급 호출 시스템의 동작 과정의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 1의 레이더 센서 댁내 설치에 따른 모니터링을 나타내는 예시도이다.
도 2는 도 1에 있는 레이더 센서의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 레이더 센서의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1의 모니터링 서버의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 상황 감시 및 응급 호출 시스템의 동작 과정의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 1의 레이더 센서 댁내 설치에 따른 모니터링을 나타내는 예시도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 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.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)은 레이더 센서(110), 모니터링 서버(130) 및 사용자 단말(150)을 포함할 수 있다.
레이더 센서(110)는 특정 장소에 설치되어 해당 장소에서의 생활반응에 관한 정보(즉, 생활신호)를 측정할 수 있다. 이를 위해, 레이더 센서(110)는 도플러 방식의 레이더를 사용하여 해당 장소에 대한 사용자의 재실상태유무, 활동감지, 호흡 및 심장박동 등의 생체정보를 수집할 수 있다. 보다 구체적으로, 레이더 센서(110)는 수신된 신호로부터 신호의 세기, 변화량 및 변화 패턴 등 다양한 특징 정보를 추출할 수 있고, 이를 기초로 상황 감시를 위한 다양한 상황 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상황 정보는 사용자가 특정 공간에 존재하는지에 관한 재실 여부와 해당 특정 공간에서 움직이고 있는지에 관한 활동 여부를 포함할 수 있다. 상황 정보는 생체 신호로부터 도출되는 사용자의 호흡수와 심박수를 포함할 수도 있다.
또한, 레이더 센서(110)는 음성 인식 센서를 포함하여 구현될 수 있고, 음성 인식 센서를 통해 응급 호출에 관한 음성정보를 인식할 수 있다. 이때, 레이더 센서(110)는 음성 인식 센서를 통해 응급 호출에 관한 음성정보가 인식되면 실시간으로 모니터링 서버(130)로 전송하여 응급 호출하도록 할 수 있다.
레이더 센서(110)는 모니터링 서버(130) 및 사용자 단말(150)과 각각 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 필요에 따라 동일한 실내 공간에 복수의 레이더 센서(110)들이 설치되어 동작할 수도 있다. 일 실시예에서, 레이더 센서(110)는 필요에 따라 게이트웨이를 경유하여 모니터링 서버(130)와 네트워크 연결될 수 있다.
또한, 레이더 센서(110)는 무선 신호의 송·수신을 위한 안테나와 수신기, 신호 증폭을 위한 증폭기, 신호 처리를 위한 신호 처리기 등을 포함하여 구현될 수 있다. 레이더 센서(110)는 생체 신호 측정을 위해 다양한 무선 신호를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 주파수 대역을 특정하여 소정의 주파수만을 이용하여 생체 신호 측정 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 레이더 센서(110)는 기 정의된 통신 프로토콜을 이용하여 생체 신호를 모니터링 서버(130)로 전송할 수 있다. 이때, 통신 프로토콜은 생체 레이더 프로토콜로 정의될 수 있다. 생체 레이더 프로토콜을 통해 전송되는 데이터 형태는 {(#mac, rssi, A, B, C, D, E$), BPM(Beats Per Minute)}와 같이 표현될 수 있다. 여기에서, #은 시작 워드(word), $은 종료 워드, mac은 맥 어드레스(mac address 12byte ascii), rssi는 수신신호강도(received signal strength indicator)(단위 dBm), A는 감지영역 내(1)/외(0) 알림, B는 움직임 판단(None=0, Activity=1), C는 호흡 BPM(1~22), D는 심박 BPM(60~120), E는 파형 피크-투-피크(Peak to Peak)(15s 동안, integer range)에 해당한다. 레이더 센서(1100는 생체 레이더 프로토콜을 통해 전송되는 데이터에 응급호출 음성 인식 여부를 포함할 수 있다.
모니터링 서버(130)는 특정 장소에서 수집된 생체신호들을 분석하여 특정 장소에 존재하는 사람(예를 들어, 노약자, 환자 등)에게 위급상황이 발생하였는지를 검출할 수 있고, 위험 상황을 외부에 전파하고 긴급구조를 위한 조치들을 원격으로 제어하는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 즉, 모니터링 서버(130)는 수집된 정보를 분석하여 무호흡, 심정지, 호흡, 낙상, 수면질, 활동량 등의 정보들을 분석 결과로서 생성할 수 있으며, 이를 통해 24시간 상시 모니터링 기능을 제공할 수 있다.
모니터링 서버(130)는 이더넷(Ethernet) 등을 통해 게이트웨이와 연동할 수 있고, 게이트웨이를 통해 수집된 정보를 데이터베이스(DBMS)에 저장하여 관리할 수 있다.
한편, 모니터링 서버(130)는 외부 시스템과 연동하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 서버(130)는 사용자의 응급호출 음성 인식한 경우 신속한 대응을 위해 긴급 구조에 필요한 병원, 119, 경찰 등과 연결될 수 있으며, 주민센터 등의 공공 시스템에 연결되어 관련 정보를 제공할 수 있다.
사용자 단말(150)은 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)을 통해 다양한 모니터링 정보와 응급상황 발생에 따른 알림을 수신할 수 있는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있다. 사용자 단말(150)은 모니터링 서버(130)와 연결되어 동작 가능한 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다.
또한, 사용자 단말(150)은 모니터링 서버(130)와 연동하기 위한 전용 프로그램 또는 어플리케이션을 설치하여 실행할 수 있다. 이를 통해, 사용자 단말(150)은 모니터링 서버(130)에서 제공하는 다양한 서비스를 이용할 수 있다.
또한, 사용자 단말(150)은 WiFi 모듈 전용 앱을 통해 레이더 센서(110)와의 연동을 위한 파라미터들을 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(150)은 원격 서버(remote server)의 IP를 설정하거나 WiFi 공유기와 접속 SSID 및 패스워드(password) 등을 설정할 수도 있다.
도 2는 도 1에 있는 레이더 센서의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 레이더 센서(110)는 실내 환경이 조성된 특정 공간에 설치되어 동작할 수 있으며, 해당 공간 내에 존재하는 사용자를 검출하거나 검출된 사용자로부터 생체 신호를 측정하는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 레이더 센서(110)는 음성 인식을 통해 응급 호출 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 레이더 센서(110)는 음성 재생을 위한 스피커와 음성 녹음을 위한 마이크를 포함하여 구현될 수 있으며, 이를 통해 응급상황 발생에 따른 상황 전파 동작을 수행할 수도 있다. 레이더 센서(110)는 사용자의 도움 요청 음성을 인식하고 모니터링 서버(130)의 관리자와 통화를 통해 긴급상황을 알릴 수 있다.
도 2에서, 레이더 센서(110)는 전면부가 사각형의 평면 형상을 갖도록 구현될 수 있으며, 하단에 받침부(210)가 마련되어 테이블, 벽면, 천장 등 다양한 위치에 설치할 수 있다. 레이더 센서(110)는 받침부(210)의 중앙에 돌출 형성되는 목부(230)와 상호 결합될 수 있으며, 이때 결합 부위에는 각도 조정부(250)가 마련되어 레이더 센서(110)를 원하는 방향으로 각도를 조절할 수 있다. 한편, 레이더 센서(110)는 도 2에서 도시된 내용으로 한정되지 않으며, 측정 환경에 따라 다양한 형상 및 크기로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 3은 도 1에 있는 레이더 센서(110)의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 레이더 센서(110)는 생활 감지 모듈(310), 음성 인식 모듈(330), 통신 모듈(350), 동작 모듈(370) 및 제어 모듈(390)을 포함할 수 있다.
생활 감지 모듈(310)은 레이더 신호를 기초로 물체를 탐지하는 동작을 수행할 수 있으며, 사람의 경우 호흡이나 심박 등에 관한 신호를 측정할 수 있다. 생활 감지 모듈(310)은 전방에 형성되는 센서 감지 영역 내로 레이더 신호를 송신한 후 반사된 신호를 수신한 결과로서 생체 신호를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 생활 감지 모듈(310)은 밀리미터 전파를 인체에 방사하여 반사된 신호에서 생체신호를 추출할 수 있다. 여기에서, 생활 감지 모듈(310)은 인체에 무해한 24㎓ 마이크로 도플러를 이용할 수 있다. 생활 감지 모듈(310)은 실시간으로 또는 주기적으로 생활 신호를 수집하는 역할을 수행할 수 있다.
음성 인식 모듈(330)은 내부에 AI 기능을 포함하여 사람과 직접 대화를 주고받을 수 있으며 사용자의 도움 요청 음성을 인식하고 응급 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 음성 인식 모듈(330)은 적어도 하나의 응급호출 명령어를 사전 정의한 후, 사용자의 음성 신호를 자연어 처리하여 음성 명령을 획득하되, 음성 명령이 응급호출 명령어인 경우에는 응급호출 이벤트를 즉각 발생할 수 있다. 여기에서, 응급호출 명령어는 도움을 요청하는 특정 단어 예를 들어, “살려”, “도와” 등이 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 음성 인식 모듈(330)은 사용자로부터 인식된 음성을 텍스트(Speech to Text)로 변환하고 텍스트 마이닝(text mining)을 통해 유의미한 정보를 추출하는 분석 및 처리 과정을 수행할 수 있다. 여기에서, 음성 인식 모듈(330)은 기학습된 데이터 인식 모델을 통해 텍스트에 대한 단어나 형태소를 추출할 수 있다. 예를 들면, 음성 인식 모듈(330)은 AI 기반의 기학습된 데이터 인식 모델을 통해 “사람 살려” 라는 텍스트로부터 “사람”, “살려”와 같은 단어 또는 형태소를 추출할 수 있다. 음성 인식 모듈(330)은 추출한 단어 또는 형태소가 사전 정의한 응급호출 명령어에 포함된 경우 사용자의 응급 상황 발생을 알리는 응급호출 신호를 출력할 수 있다. 응급호출 신호는 네트워크를 통해 모니터링 서버(130) 및 보호자/관리자의 사용자 단말(150)에 응급호출 신호를 전송하여 사용자의 응급 여부를 알릴 수 있다.
통신 모듈(350)은 레이더 센서(110)를 모니터링 서버(130) 또는 사용자 단말(150)과 네트워크를 통해 연결시킬 수 있다. 통신 모듈(350)은 해당 레이더 센서(110)가 이용하는 무선 통신 방식에 따라 해당 통신 기능을 제공하도록 구현될 수 있다.
동작 모듈(370)은 레이더 센서(110)의 독립된 기능을 수행하기 위한 연산 유닛에 해당할 수 있다. 즉, 제어 모듈(390)이 레이더 센서(110)의 각 동작들 간의 연동 및 제어를 전반적으로 제어하는 역할을 수행하는 반면, 동작 모듈(370)은 레이더 센서(110)가 제공하고자 하는 독립된 기능을 처리하는 역할을 수행할 수 있다. 동작 모듈(370)에 의해 생성된 정보는 제어 모듈(390)에게 전달될 수 있으며, 내부 저장공간에 저장되어 관리될 수 있다.
제어 모듈(390)은 레이더 센서(110)의 전체적인 동작을 제어하고, 생활 감지 모듈(310), 음성 인식 모듈(330), 통신 모듈(350) 및 동작 모듈(370) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 도 1의 모니터링 서버의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 모니터링 서버(130)는 생활신호 수신부(410), 응급상황 검출부(430), 응급호출 조치부(450) 및 제어부(470)를 포함할 수 있다.
생활신호 수신부(410)는 레이더 센서(110)로부터 센싱 정보로서 생활신호를 수신할 수 있다. 생활신호 수신부(410)는 수신된 생활신호를 종류별로 구분하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 생활신호 수신부(410)는 생활신호를 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수 및 심박수 분석과 연관지어 구분할 수 있다. 생활신호 수신부(410)는 레이더 센서(110)로부터 응급호출 이벤트 신호가 수신되면 수신된 응급호출 이벤트 신호를 응급호출 조치부(450)로 제공하여 응급호출에 대해 곧바로 조치가 이루어지도록 할 수도 있다.
응급상황 검출부(430)는 수신된 생활신호를 분석하여 특정 공간에 대한 모니터링을 수행하면서 응급상황의 발생을 검출할 수 있다. 응급상황 검출부(430)는 사용자에게 응급상황이 발생한 것으로 검출된 경우 상황 전파 및 대응을 위한 운영 시나리오에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 운영 시나리오는 재실 기준, 호흡 및 심박수를 기준으로 정의되어 상황 전파 및 대응 과정에서 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 검출부(430)는 생활신호를 기초로 사용자의 재실 여부를 결정하고, 사용자의 재실에 따라 사용자의 활동 여부를 추적하며, 사용자의 움직임에 따른 움직임 데이터가 소정의 제1 시간 동안 연속하여 발생하면 사용자의 활동으로 처리하고, 소정의 제2 시간 동안 사용자의 활동에 관한 처리 빈도수를 기초로 사용자의 움직임에 관한 활동량을 산출하여 등급화 할 수 있다.
보다 구체적으로, 응급상황 검출부(430)는 생활신호를 기초로 사람이 레이더 범위 내에 존재하는지, 즉 재실 여부를 결정할 수 있다. 특정 공간 상에 사용자가 존재하는 재실의 경우, 사용자의 활동(움직임)이 존재하는 제1 상태와 사용자의 활동이 존재하지 않는 제2 상태로 구분될 수 있다. 응급상황 검출부(430)는 재실 상태에서 사용자의 활동 여부를 추적할 수 있다.
즉, 응급상황 검출부(430)는 사용자의 움직임에 따른 움직임 데이터가 소정의 제1 시간 동안 연속하여 발생하면 사용자의 활동으로 처리하고, 소정의 제2 시간 동안 사용자의 활동에 관한 처리 빈도수를 기초로 사용자의 움직임에 관한 활동량을 산출하여 등급화 할 수 있다. 예를 들어, 3초 이상 움직임 데이터가 발생하는 경우 사용자의 활동으로 처리될 수 있으며, 이후 10초 이상 움직임이 없는 경우에는 활동 처리가 해제될 수 있다. 또한, 사용자의 움직임에 관한 활동량은 1시간 간격으로 측정되는 활동처리 빈도수에 따라 상, 중 및 하로 각각 등급화 될 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 검출부(430)는 사용자의 활동에 관한 처리가 소정의 제3 시간 동안 지속적으로 실패하는 경우 생활신호의 호흡수 및 심박수에 따라 재실 여부를 갱신하고, 재실 여부에 관한 갱신에 따라 사용자의 재실이 소정의 제4 시간을 초과하여 연속적으로 발생하는 경우 응급상황에 관한 알림을 사용자 단말(150)에게 전송할 수 있다.
예를 들어, 3초 이상의 연속적인 움직임이 지속적으로 없는 경우 응급상황 검출부(430)는 사용자의 심박 및 호흡 데이터를 수집할 수 있다. 만약 호흡 또는 호흡과 심박 데이터가 존재하는 경우 사용자의 움직임은 없지만 재실로 처리할 수 있다. 또한, 응급상황 검출부(430)는 재실 처리 빈도가 연속적으로 3시간 이상 발생하는 경우 응급상황의 발생에 관한 알림을 제공할 수 있다. 이때, 응급상황 검출부(430)는 시간 범위를 고려하여 사용자가 수면상태인 경우에는 응급상황 발생의 범위에서 제외시킬 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 검출부(430)는 호흡수 및 심박수 각각이 기 설정된 정상 범위를 벗어나는지 여부를 검출하고, 해당 검출 횟수가 기 설정된 기준 횟수를 초과하는 경우 알림을 생성할 수 있다. 즉, 응급상황 검출부(430)는 응급상황 발생 시 이벤트값 전송 기준으로서 호흡수 및 심박수의 정상범위에 관한 미달 또는 초과 상태를 모니터링할 수 있다. 응급상황 검출부(430)는 중간 활동상황이 벌어질 수 있으므로 3분 또는 5분 동안 심박수, 호흡수를 모니터링할 수 있고, 정상범위를 벗어나는 심박수, 호흡수의 발생빈도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 생체 데이터는 1초 또는 3초에 한번씩 전달되므로 3분 또는 5분동안 정상범위를 벗어나는 심박수 또는 호흡수의 발생빈도가 15회, 30회 또는 60회 이상 발생할 때마다 응급상황에 관한 알림이 전송될 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 검출부(430)는 호흡수 및 심박수 각각에 대해 정상 범위(GREEN ZONE), 경계 범위(BLUE ZONE) 및 응급 범위(RED ZONE)를 설정하고, 정상 범위의 이탈에 관한 검출마다 경계 범위 및 응급 범위에서의 분포를 수집하며, 분포의 범위별 패턴과 비율에 따라 응급상황의 등급을 결정하고, 해당 등급에 따라 알림을 차등적으로 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 호흡수와 심박수에 대해 정상 범위, 경계 범위 및 응급 범위가 아래의 표 1과 같이 설정될 수 있다.
[표 1]
또한, 응급상황 검출부(430)는 상기의 표 1과 같이 호흡수 및 심박수에 관한 정상 범위, 경계 범위 및 응급 범위를 개별로 설정할 수 있으며, 정상 범위의 이탈이 검출되면 경계 범위와 응급 범위에서의 분포를 누적하여 수집할 수 있다. 응급상황 검출부(430)는 경계 범위와 응급 범위에서의 분포를 독립적으로 추적하여 각 범위별 분포 패턴과 분포 비율을 산출할 수 있다. 응급상황 검출부(430)는 범위별 분포 패턴과 분포 비율을 기초로 응급상황의 등급을 분류할 수 있다. 예를 들어, 응급상황의 등급은 위급의 경중에 따라 상, 중 및 하와 같이 정의될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 등급으로 세분화되어 정의될 수도 있다.
일 실시예에서, 응급상황 검출부(430)는 각 범위별 분포 패턴과 분포 비율에 관한 특징 정보를 학습하여 응급상황 등급 분류를 수행하는 학습 모델을 구축할 수 있다. 보다 구체적으로, 응급상황 검출부(430)는 범위별 분포 패턴에 대한 피처맵(feature map)을 생성할 수 있고, 피처맵으로부터 특징 벡터를 특징 정보로서 추출할 수 있다. 또한, 응급상황 검출부(430)는 범위별 분포 비율에 관한 특징 벡터를 생성할 수 있으며, 범위별 분포 패턴 및 분포 비율에 관한 특징 벡터를 학습 데이터로서 학습하여 학습 모델을 구축할 수 있다.
이때, 범위별 분포 패턴에 대한 피처맵을 독립적으로 사용될 수 있으며, 필요에 따라 하나의 피처맵으로 통합된 후 사용될 수도 있다. 학습 모델은 범위별 분포 패턴과 분포 비율에 관한 특징 정보를 입력으로 수신하여 응급상황 등급에 관한 분류 결과를 출력으로 생성할 수 있다. 따라서, 응급상황 검출부(430)는 학습 모델을 통해 호흡수와 심박수에 관한 모니터링 정보를 기초로 응급상황 발생이 검출된 경우 등급상황 등급을 효율적으로 결정할 수 있다.
응급호출 조치부(450)는 생활신호 수신부(410)에서 응급호출 이벤트 신호를 수신한 경우 기 설정된 관리자 또는 보호자에게 사용자의 응급호출에 관한 알림을 제공할 수 있다. 예를 들어, 응급호출 조치부(450)는 기 지정된 관리자 또는 보호자에게 긴급 문자 메시지를 발송하여 상황을 전파할 수 있으며, 조치가 취해지기 전까지 레이더 센서(110)의 음성 인식 모듈(330)로 하여금 사용자와의 대화를 시도하도록 할 수 있다.
제어부(450)는 모니터링 서버(130)의 전체적인 동작을 제어하고, 생활신호 수신부(410), 응급상황 검출부(430) 및 응급호출 조치부(450) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 상황 감시 및 응급 호출 시스템의 동작 과정의 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)은 레이더 센서(110)에 의해 수집된 생활신호를 기초로 모니터링 서버(130)를 통해 특정 공간 상에서 사용자의 응급상황 발생을 검출하고 이에 대한 알림을 제공할 수 있다.
이때, 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)은 특정 공간에 설치된 레이더 센서(110)를 통해 사용자의 생활신호를 수집할 수 있다(단계 S510). 즉, 레이더 센서(110)는 설치된 특정 공간 내에 있는 사용자의 생활신호를 감지할 수 있고, 모니터링 서버(130)는 레이더 센서(110)로부터 생활신호를 수신할 수 있다. 생활신호는 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수, 심박수 및 사용자의 응급호출 음성 인식에 따른 이벤트 발생 여부가 포함될 수 있다.
이후, 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)은 모니터링 서버(130)를 통해 생활신호를 분석하고 분석 결과를 참조하여 응급상황의 발생을 검출할 수 있다(단계 S530). 여기에서, 모니터링 서버(130)는 사용자의 재실 여부를 결정할 수 있고, 사용자의 활동 여부를 추적할 수 있으며, 이를 기초로 응급상황 발생을 검출할 수 있다.
한편, 상황 감시 및 응급 호출 시스템(100)은 응급상황의 발생이 검출된 경우 신속하게 상황을 전파하고 상황 조치를 위한 동작을 수행할 수 있다(단계 S550). 예를 들어, 모니터링 서버(130)는 기 설정된 관리자 또는 보호자에게 해당 응급상황에 관한 알림 문자 메시지 형태로 전송할 수 있고, 기 설정된 구조 기관이나 관제 센터 등의 외부 시스템으로 상황을 전파하여 응급상황에 따른 조치가 신속하게 진행되도록 지원할 수 있다.
도 6은 도 1의 레이더 센서 댁내 설치에 따른 모니터링을 나타내는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 레이더 센서(110)는 댁내 벽 또는 테이블에 설치될 수 있고, 이에 한정되지 않고 장소에 따라 천정 등 다양한 위치에 설치될 수 있다. 레이더 센서(110)는 설치 위치에 따라 방향을 조정하여 측정 각도를 설정할 수 있으며, 전방에 형성되는 센서 감지 영역 내로 레이더 신호를 송신한 후 반사된 신호를 수신하여 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수 및 심박수를 측정할 수 있다. 또한, 레이더 센서(110)는 사용자의 음성 인식을 통해 응급 호출 음성 정보를 수집할 수 있다.
도 6에서, 사용자가 넘어지면 “살려주세요” 라고 소리를 칠 경우 레이더 센서(110)는 음성 인식 모듈(330)을 통해 “살려주세요” 라는 사용자의 음성을 인식하고 응급 호출에 따른 이벤트를 발생할 수 있다. 이때, 레이더 센서(110)는 생활 감지 모듈(310)을 통해 감지한 생활신호(예: 호흡, 심박 등)와 음성 인식 모듈(330)을 통해 인식한 응급 호출에 따른 이벤트 발생 신호를 기 정의된 통신 프로토콜을 통해 모니터링 서버(130)로 전송할 수 있다.
모니터링 서버(130)는 이벤트 발생과 생활신호에 포함된 생체 정보를 분석하여 응급상황 발생 여부를 판단하고 응급상황으로 판단된 경우 응급 조치를 위한 동작을 수행할 수 있다. 모니터링 서버(130)는 응급호출에 따른 이벤트 발생시 외부 지정처에 알림 제공시 사용자의 생체 정보를 함께 제공하여 사용자의 응급 상황을 정확하게 알고 적절한 조치가 취해질 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템
110: 레이더 센서 130: 모니터링 서버
150: 사용자 단말
210: 받침부 230: 목부
250: 각도 조정부
310: 생활 감지 모듈 330: 음성 인식 모듈
350: 통신 모듈 370: 동작 모듈
390: 제어 모듈
410: 생활신호 수신부 430: 응급상황 검출부
450: 응급호출 조치부 470: 제어부
110: 레이더 센서 130: 모니터링 서버
150: 사용자 단말
210: 받침부 230: 목부
250: 각도 조정부
310: 생활 감지 모듈 330: 음성 인식 모듈
350: 통신 모듈 370: 동작 모듈
390: 제어 모듈
410: 생활신호 수신부 430: 응급상황 검출부
450: 응급호출 조치부 470: 제어부
Claims (8)
- 특정 공간에 설치되고 상기 특정 공간에서 사용자의 재실 여부, 활동 여부, 호흡수, 심박수 및 응급호출 여부를 포함하는 생활신호를 비접촉 감지하는 레이더 센서;
상기 레이더 센서에 의해 수집된 생활신호를 수신하고 수신된 생활신호를 분석하여 상기 특정 공간에 대한 모니터링을 수행하면서 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 검출하고 상기 응급상황에 관한 알림을 제공하는 모니터링 서버; 및
전용 어플리케이션을 통해 상기 레이더 센서 및 상기 모니터링 서버 각각과 연동하는 사용자 단말;을 포함하되,
상기 모니터링 서버는
상기 생활신호를 기초로 상기 사용자의 재실 여부를 결정하고,
상기 사용자의 재실에 따라 상기 사용자의 활동 여부를 추적하며,
상기 사용자의 움직임에 따른 움직임 데이터가 소정의 제1 시간 동안 연속하여 발생하면 상기 사용자의 활동으로 처리하고,
소정의 제2 시간 동안 상기 사용자의 활동에 관한 처리 빈도수를 기초로 상기 사용자의 움직임에 관한 활동량을 산출하여 등급화 하고,
상기 사용자의 활동에 관한 처리가 소정의 제3 시간 동안 지속적으로 실패하는 경우 상기 생활신호의 호흡수 및 심박수에 따라 상기 재실 여부를 갱신하고,
상기 갱신에 따라 상기 사용자의 재실이 소정의 제4 시간을 초과하여 연속적으로 발생하는 경우 상기 응급상황에 관한 알림을 상기 사용자 단말에게 전송하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 레이더 센서는
전방에 형성되는 센서 감지 영역 내로 레이더 신호를 송신한 후 반사된 신호를 수신하여 상기 생활신호를 측정하는 생활 감지 모듈;
상기 사용자의 음성 인식을 통해 상기 생활신호 중 응급호출 여부를 측정하는 음성 인식 모듈; 및
상기 모니터링 서버 또는 상기 사용자 단말과 네트워크 연결되어 통신 기능을 제공하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 레이더 센서는
상기 음성 인식 모듈에서 상기 사용자의 음성 신호를 자연어 처리하여 음성 명령을 획득하고 획득한 음성 명령이 사전 정의한 적어도 하나의 응급호출 명령어인 경우 응급호출 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 레이더 센서는
상기 음성 인식 모듈에서 상기 사용자로부터 인식된 음성을 텍스트로 변환하고 기학습된 데이터 인식 모델을 통해 변환된 텍스트에 대한 단어나 형태소를 추출하고 추출한 단어 또는 형태소가 사전 정의한 응급호출 명령어에 포함된 경우 상기 사용자의 응급 상황 발생을 알리는 응급호출 이벤트 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 모니터링 서버는
상기 응급호출 이벤트 신호가 수신되면 기 설정된 관리자 또는 보호자의 사용자 단말에 상기 사용자의 응급호출에 관한 알림을 제공하고 조치가 취해지기 전까지 상기 레이더 센서의 음성 인식 모듈을 통해 상기 사용자와의 대화를 시도하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 모니터링 서버는
상기 응급호출에 따른 이벤트 발생이 검출된 경우 외부 지정처에 알림 제공시 상기 사용자의 호흡 및 심박수에 관한 생체 정보를 함께 제공하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 모니터링 서버는
상기 호흡수 및 심박수 각각에 대해 정상 범위, 경계 범위 및 응급 범위를 설정하고,
상기 검출마다 상기 경계 범위 및 상기 응급 범위에서의 분포를 수집하며,
상기 분포의 범위별 패턴과 비율에 따라 상기 응급상황의 등급을 결정하고,
상기 등급에 따라 상기 알림을 차등적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210193032A KR102408306B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210193032A KR102408306B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102408306B1 true KR102408306B1 (ko) | 2022-06-15 |
Family
ID=81987696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210193032A KR102408306B1 (ko) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 인공지능 기반의 상황 감시 및 응급 호출 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102408306B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115981134A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-18 | 广东原动力信息科技有限责任公司 | 智能手表及控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20160133820A (ko) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | 주식회사 메디플러스솔루션 | 휴대용 단말을 이용한 응급처치용 시스템 및 응급처치 방법 |
| KR20200047083A (ko) | 2018-10-26 | 2020-05-07 | 주식회사 보노아이씨티 | 음성인식을 통한 노약자 위급 상황 관리시스템 |
| JP2021504070A (ja) * | 2017-11-21 | 2021-02-15 | オムニシエント メディカル エーエス | 患者の健康に関連する側面を監視するシステム、センサ、および患者の健康に関連する側面を監視する方法 |
| KR20210044102A (ko) * | 2019-10-14 | 2021-04-22 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 재실자 감지 장치, 이를 포함하는 재실자 관리 시스템 및 그 방법 |
-
2021
- 2021-12-30 KR KR1020210193032A patent/KR102408306B1/ko active IP Right Grant
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