KR20080018269A - 착용 가능한 전자 디바이스를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 통신을 통하여 상호통신하고, 선택적으로 휴대 전화기, 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 등과 같은 다른 전자 디바이스와 통신하도록 구성되는 착용 가능한 전자 디바이스를 위한 시스템이 기술된다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 하나 이상의 디바이스로부터 정보를 수신하고, 착용자에게 오디오 및 선택적으로는 자극 정보를 제공한다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 신발에 제공된다. 일 실시예에서, 사용자에게 오디오 정보를 제공하기 위해 무선(또는 유선) 이어피스가 제공된다. 일 실시예에서, 신발 장착형 디바이스는 시간, 발신자 식별 정보, 온도, 맥박수 등을 나타내기 위한 디스플레이를 포함한다.
무선, 통신, 휴대 전화기, 컴퓨터, 착용, 유선, 이어피스, 신발, 식별, RFID

Description

착용 가능한 전자 디바이스를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR WEARABLE ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 착용하거나 또는 의류에 부착될 수 있는 전자 디바이스를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
착용 가능한 컴퓨터(wearable computing)는 전자기기를 의류로 통합하는 것을 나타내는 데 사용되는 용어이다. 예를 들어, 전자 보조물은 사용자의 신경을 자극하지 않고서 항상 이용 가능한 것으로 가정한다. 의류는 일상 생활의 일부이며, 이러한 이유로 의류는 이러한 보조물의 통합을 위한 후보가 된다. 의류업자들은 전자기기와 의복의 멋진 조합을 찾으려 시도하였지만, 성공적인 경우를 발견하지는 못하였다.
이들 및 기타 문제점이 무선 통신을 통하여 상호통신하고, 선택적으로, 휴대용 전화기, 컴퓨터, 컴퓨터 네트워크 등과 같은 다른 전자 디바이스와 통신하도록 구성되는 착용 가능한 전자 디바이스의 사용에 의해 해결된다. 일 실시예에서, 설치된 통신 모듈은 하나 이상의 디바이스로부터 정보를 수신하고, 착용자에게 오디오 및 선택적으로는 자극 정보를 제공한다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 신발에 제공된다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 하나 이상의 발찌(ankle bracelet)에 제공된다. 일 실시예에서, 전자 디바이스는 착용자의 신발에 제공된다. 일 실시예에서, 하나 또는 양쪽의 귀에 오디오 정보를 제공하기 위해 무선(또는 유선) 이어피스(earpiece)가 제공된다. 일 실시예에서, 오디오 정보는 뼈를 통하여 사운드를 커플링하는 하나 이상의 변환기를 통하여 제공된다. 뼈 커플링(bone coupling)의 사용으로 인해 착용자는 정상적인 듣기와 동시에 통신 모듈로부터 사운드 정보를 들을 수 있게 된다.
일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 카펫에 위치된 RFID 태그와 통신한다. 일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 벽 및/또는 베이스보드를 따라 위치된 RFID 태그와 통신한다. 일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 마루의 트랙을 따라 위치된 RFID 태그와 통신한다. 일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 가구, 캐비닛, 용기(예를 들어, 약병, 음식 용기 등)에 위치된 RFID 태그와 통신한다. 일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 RFID 태그로부터 컴퓨터 모니터링 시스템으로 정보를 중계한다.
일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 제1 무선 통신 시스템에 제공된 컴퓨터 시스템 및 제2 무선 통신 시스템에 제공된 통신 모듈을 포함한다. 통신 모듈은 식별 코드를 가지며, 양방향 핸드쉐이킹(handshaking) 통신을 사용하여 컴퓨터 시스템과 통신함으로써 컴퓨터 시스템이 통신 모듈에 지시를 송신하고 통신 모듈로부터 이 지시의 수신확인(acknowledgement)을 수신할 수 있도록 구성된다. 통신 모듈은 컴퓨터 시스템에 데이터를 송신하고 식별 코드에 따라 컴퓨터 시스템으로부터 수신확인을 수신할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 통신 모듈에 지시를 송신하고 통신 모듈을 착용하고 있는 사용자의 하나 이상의 동작에 관한 통신 모듈로부터 데이터를 수신하도록 구성된다. 컴퓨터 시스템은 (예를 들어, 이동 거리와, 맥박수 및 체온과 같은 생체 데이터 등과 같은) 사용자 동작의 적어도 일부를 기록하도록 구성된다.
일 실시예에서, 통신 모듈은 음향 입력 디바이스, 음향 출력 디바이스, 진동 디바이스, RFID 태그 판독기, GPS 수신기, 관성 운동 유닛(예를 들어, 가속도계 또는 자이로스코프) 등 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 및 정보 시스템은 RF 위치 시스템, 클록(clock), 휴대 전화 시스템, 휴대 전화기와의 통신 링크 등 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 통신 모듈은 음향 입력 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈을 음향 출력 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 진동 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 키패드 입력 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 적외선 수신기를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 적외선 송신기를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 GPS 수신기를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 관성 운동 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 2축 관성 운동 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 4축 관성 운동 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 가속도계를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 RF 위치 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 모듈은 RFID 전자 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서, 통신 디바이스는 휴대 전화기를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 GPS 수신기를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 위치 정보, 이동 속도, 이동 거리, 도보 거리 등을 얻도록 구성된다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 사용자에게 중계 지점(waypoint)의 정보를 제공하도록 구성된다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 사용자에게 GPS 중계 지점 정보를 제공하도록 구성된다.
일 실시예에서, 통신 디바이스는 휴대 전화 네트워크로부터 중계 지점 정보를 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 휴대 전화 네트워크를 사용하여 위치 정보를 송신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 사용자가 빌딩에 들어갈 때 빌딩 맵 정보를 수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 근거리 영역 맵 정보를 수신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 통신 디바이스는 선택된 영역에 대한 보도(sidewalk) 맵 정보를 저장하도록 구성된다. 일 실시예에서, 보도 맵 정보는 가게, 레스토랑, 주소 등의 위치를 포함한다.
일 실시예에서, 통신 디바이스는 움직임(운동)을 추적하고 사용자가 지정된 시작점으로 복귀하기 위한 복귀 경로를 추정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 시스템은 관성 운동 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 통신 디바이스는 사용자가 어느 방향으로 향할지를 결정하기 위해 위치 데이터와 관성 운동 유닛으로부터의 데이터를 사용하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시스템은 전자 나침반을 포함한다. 일 실시예에서, 관성 운동 유닛은 보수계(pedometer)와 유사한 방식으로 동작하도록 구성된다.
도 1은 착용 가능한 통신 및 정보 시스템의 구성요소를 착용하고 있는 사용자를 도시한다.
도 2는 신발에 구성된 착용 가능한 통신 및 정보 모듈을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 신발 기반의 통신 및 정보 모듈의 블록도이다.
도 4는 포켓에 휴대하거나, 손목에 착용하거나, 의류에 통합되도록 구성될 수 있는 통신 및 정보 모듈의 블록도이다.
도 5는 이어피스(earpiece) 모듈의 블록도이다.
도 1은 관리 및 정보 시스템(100)의 구성요소를 착용하고 있는 사용자를 도시한다. 도 1에서는, 통신 모듈(103) 및 헤드셋(160)을 착용하고 있는 사용자가 도시되어 있다. 또한 신발 장착형(shoe-mounted) 모듈(105)도 도시되어 있다. 아래 설명되는 바와 같이, 통신 모듈(103) 및 헤드셋(160)은 사용자가 통신하거나, 길을 탐색하거나, 시간을 가늠하는 일 등을 수행하도록 한다. 통신 모듈(103)은 시계와 같이 손목에 착용하거나, 의류, 보석류(장신구) 등에 통합되도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 신발 장착형 모듈(105)은 또한 사용자 의류에 부착된 부착물의 일부로서, 보석류 등으로서 착용하도록 구성될 수도 있다.
시스템(100)에서, 도 1에 도시된 구성요소는 휴대 전화기, 개인 휴대 정보 단말기(PDA) 등과 같은 기존의 디바이스에 의해 제공되지 않는 기능 및 성능을 제 공하도록 함께 작용한다. 일 실시예에서, 무선 통신 모듈(103)(또는, 신발 장착형 모듈(105))은 무선 컴퓨터(또는 컴퓨터 네트워크)(104)와 통신할 수 있다. 통신 모듈(103)은 사용자가 휴대하는 하나 이상의 전자 디바이스와 통신한다.
도 2는 착용자에 의해 판독되도록 위치된 디스플레이를 갖는 신발(101)에 제공된 신발 장착형 모듈(105)을 도시한다. 도 3은 신발 장착형 모듈(105)의 블록도이다. 모듈(105)은 발목에 착용하거나, 사용자의 신발 내에 설치되거나, 사용자의 신발에 부착되고, 그리고/또는 사용자에 신발에 제공될 수 있다. 모듈(105)은 프로세서(381)에 제공된 디스플레이(302)를 포함한다. 일 실시예에서, 선택적인 IMU(383)가 사용자의 발 및/또는 신발의 운동에 대한 정보를 제공하기 위해 프로세서(381)에 제공된다. 일 실시예에서, 진동기(305)가 프로세서(381)에 제공된다. 일 실시예에서, 선택적인 무선 탐색 수신기(382)(예를 들어, GPS 수신기, GLONASS 수신기 등)가 프로세서(381)에 제공된다. 일 실시예에서, 선택적인 RF 통신 시스템(384)이 프로세서(381)에 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진동기(305), 무선 탐색 수신기(382), IMU(383) 및 RF 시스템(384)은 선택적으로 구성할 수 있다.
프로세서(381)는 예를 들어, 시각, 일자, (휴대 전화기로부터의) 발신자 ID, 이동 거리 등과 같은 정보를 제공하기 위해 디스플레이(302)를 사용한다. 시각(時刻)과 같은 정보는 선택 사양인 RF 시스템(384)을 갖추지 않고도 프로세서(381)에 의해 생성될 수 있다. 그 외의 다른 정보가, 예를 들어 발신자 ID 정보와 같은, RF 시스템(384)을 통하여 수신된 다음, 디스플레이(302)를 통하여 사용자에게 제공된다.
선택적으로 채택할 수 있는 진동기(305)는 사용자에게 경보를 발하고, 그리고/또는 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 신발 장착형 모듈(105)은 통신 모듈(103)에 IMU 정보를 제공한다. 통신 모듈(103)은 사용자의 이동 방향, 속도 및 경로를 확인하기 위해 정보 IMU를 사용한다. 통신 모듈(103)은 헤드셋(160)을 사용하여 사용자에게 청취 가능한 방향 및 경로찾기(routefinding) 정보를 제공한다. 사용자는 헤드셋(160)의 마이크로폰을 사용하여 통신 모듈(103)에 음성 명령을 송신하고 그리고/또는 휴대 전화기(108)를 통하여 통신할 수 있다. 사용자는 또한 통신 모듈(103)의 키패드 상의 버튼을 사용하여 시스템의 조작을 제어하고 시스템에 명령을 입력할 수도 있다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103)이 생략되고, 신발 장착형 모듈(105)은 휴대 전화기(108) 및/또는 헤드셋(160)과 통신한다. 따라서, 신발 장착형 모듈(105) 상의 디스플레이는 휴대 전화기로부터의, 예를 들어 발신자 ID 정보, 텍스트 메시지 등과 같은 정보를 표시하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는 통신 (및 정보) 모듈(103)의 블록도이다. 통신 모듈(103)은 손목, 벨트, 가슴 등에 휴대하고 그리고/또는 착용하도록 구성된다. 통신 모듈(103)에서, 선택적인 사운드 감지 디바이스(예를 들어, 마이크로폰)(404), 선택적인 진동 디바이스(405), 선택적인 사운드 생성 디바이스(예를 들어, 확성기)(406) 및 RF 시스템(402)이 프로세서(401)에 제공된다. 디스플레이(410), 무선 탐색 수신기(402), 관성 운동 유닛(IMU)(403), 하나 이상의 주변 조건 센서(411) 및/또는 하나 이상의 생체인식 센서(409)가 프로세서(401)에 선택적으로 제공된다. 무선 탐 색 수신기는 예를 들어, GPS 수신기, GLONASS 수신기, 차동 GPS 수신기 등일 수 있다.
예를 들어 마이크로폰, 변환기 등과 같은 사운드 감지 디바이스는 사운드파(음파 및/또는 초음파)를 감지하도록 구성된다. 편의상, 사운드 감지 디바이스는 여기서 마이크로폰으로 언급되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 음향 변환기가 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 편의상, 사운드 생성 디바이스는 여기서 확성기로서 언급되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 확성기, 변환기, 버저 등과 같은 사운드 생성 디바이스가 사운드파를 생성하도록 구성된다는 것을 이해하여야 한다. 전원(403)은 통신 디바이스(103)에 전원을 인가하기 위해 전력을 제공한다. 일 실시예에서, 마이크로폰(404), 진동 디바이스(405), 확성기(406), 센서(409, 411), IMU(403), 무선 탐색 수신기(402) 및 키패드 및/또는 버튼(433)의 각각은 선택적이며 생략될 수도 있다. 통신 모듈(103)은 또한 지시자(instructor), 또는 비디오 카메라(106)에게 시각적 표시를 제공하기 위한 광(光)(도시되지 않음)을 포함할 수도 있다. 통신 모듈(103)은 컴퓨터, 휴대 전화기의 통신에 의해, 그리고/또는 버튼(433) 등을 사용함으로써 구성될 수 있다.
마이크로폰(404)은, 예를 들어 사용자에 의해 생성된 사운드, 다른 사람에 의해 생성된 사운드 및/또는 음향 위치 디바이스에 의해 생성된 음향파(음파 또는 초음파)와 같은 사운드파를 픽업하는 데 사용된다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 사용자가 방에, 문 앞 등에 누가 있는지 알게 하기 위한 얼굴 인식 처리를 포함한다. 프로세서(401)는 마이크로폰에 의해 픽업된 사운드를 처리하고, 필요한 경우 부가적인 처리를 위하여 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 통신 모듈(103)에 처리된 데이터를 송신한다. 확성기(406)는 사용자를 위해 유쾌한 그리고/또는 경고하는 사운드를 생성하여, 사용자에게 정보 및 지시를 제공하는 데 사용된다. 마이크로폰(404) 및/또는 확성기(406)는 또한 음향파를 사용하여 사용자의 위치를 확인하기 위해 음향 위치 시스템과 함께 사용될 수 있다. 음향 위치 시스템에서, 마이크로폰(404) 및/또는 확성기(406)는 사용자의 위치를 확인하기 위해 집 또는 마당 주위에 배치된 음향원 또는 센서와 음향에 의해 통신한다. 진동기는 그 영역의 다른 사람들을 방해하지 않고 사용자에게 경보를 발하기 위해 휴대 전화기의 진동기와 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 진동기는 또한 사용자에게 비정상적이거나 또는 잠재적으로 위험한 상태(예를 들어, 경로 이탈, 계단통으로의 접근 등)를 경보하는 데 사용될 수도 있다. 시각 장애인인 사람들은 눈이 보이는 사람들보다 청각에 더 의존하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에서 진동기는 사용자의 듣기를 방해하지 않고 사용자에게 정보를 송신하기 위해 다양한 유형의 진동(예를 들어, 다양한 주파수, 다양한 강도, 다양한 패턴 등)을 제공하도록 구성될 수 있다.
RF 시스템(402)은 직접 또는 중계기(repeater)를 통하여 컴퓨터 네트워크(104)와 통신한다. 일 실시예에서, RF 시스템(402)은 통신 모듈(103)이 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 휴대 전화기(108)에 정보를 송신하고 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 휴대 전화기(108)로부터 지시를 수신할 수 있도록 양방향 통신을 제공한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 통신 모듈(103) 및 휴대 전화기(108)는 데이터가 수신되었음을 확인하기 위해 핸드쉐이크 프로토콜을 사용하여 통신한 다.
도 4에서, 통신 모듈(103)은 예를 들어 GPS 위치 시스템(402), IMU(403) 등과 같은 하나 이상의 위치 및 추적 시스템을 포함한다. 추적 시스템은 사용자의 위치를 확인하고 사용자가 원하는 위치에 대해 탐색하는 것을 돕도록 단독으로 사용되거나 또는 조합되어 사용될 수 있다. GPS 위치 시스템(402) 및 IMU(403)는 프로세서(401)에 제공되고, 전원(408)에 의해 전력이 인가된다. 프로세서(401)는 GPS 위치 시스템(402), IMU(403) 등의 조작을 제어하고, 전원이 위치 및 추적 시스템에 전력을 전송하는 때를 제어한다. 하나 이상의 생체인식 센서(409)(예를 들어, 온도(체온) 센서, 맥박수 센서 등)가 프로세서(401)에 제공된다. 일 실시예에서, 생체인식 센서를 갖는 하나 이상의 RFID 태그가 사용자에게 이식되고, 생체인식 센서(409)는 이식된 센서를 판독하기 위한 RFID 태그 판독기를 포함한다. 일 실시예에서, 예를 들어 인공심장조율기(pacemaker) 등과 같은 하나 이상의 디바이스를 사용자에게 이식하고, 생체인식 센서(409)에 하나 이상의 의료 디바이스와 통신할 수 있는 능력을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, RF 시스템(402)은 무선 위치 시스템의 일부로서 하나 이상의 무선 위치 송신기로부터 무선 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 능력을 포함한다.
마이크로폰(404)은 사용자가 시스템(100)에 음성 명령을 송신하거나, 휴대 전화기(108)를 통하여 이야기하거나, 음성 메시지를 기록하는 등의 일을 할 수 있도록 사용될 수 있다.
통신 모듈(103)은 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 사용자에게 배터리 부족(low- battery) 경고를 송신한다.
도 5는 이(ear)어 모듈(160)의 블록도이다. 모듈(160)은 프로세서(301)에 제공된 마이크로폰(304), 스피커(306) 및 RF 시스템(309)을 포함한다. 일 실시예에서, 모듈(160)은 통신 모듈(103) 및/또는 휴대 전화기(108)와의 오디오 통신을 제공하는 휴대 전화기용 블루투스 헤드셋을 포함하거나, 이와 유사하다. 일 실시예에서, 헤드셋(160)은 또한 프로세서(301)에 제공된 카메라(390)를 포함한다.
다양한 위치 시스템은 이점과 단점을 갖는다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 사용자의 위치를 확인하기 위해 GPS 시스템, IMU 및/또는 무선 위치 시스템 중 하나 이상의 조합을 사용한다. 이들 시스템의 하나 이상은 사용자의 위치를 확인하고, 사용자가 이동 거리를 추적할 수 있게 하고, 사용자가 원하는 위치를 탐색하는 것을 돕기 위해 상호적으로 사용된다.
IMU(403)는 하나 이상의 가속도계 및/또는 자이로스코프를 사용하여 통신 모듈의 운동을 감지한다. 위치를 결정하기 위해 운동이 포함될 수 있다. IMU(403)는 비교적 낮은 전력의 요구와 비교적 높은 단기간의 정확도를 제공한다. IMU는 상대적으로 더 낮은 장기간의 정확도를 제공한다. 관성 운동 유닛(IMU) 유닛은 실내 또는 실외에서 작용할 것이고, 통상적으로 다른 위치 시스템보다 적은 전력을 소비한다. 그러나, IMU 시스템은 시간이 흐름에 따라 흔들리기 쉽고, 일정 간격으로 다시 캘리브레이션되지 않으면 정확도를 잃어버리는 경향이 있다. 일 실시예에서, IMU는 RFID 태그, GPS, 음향, IR 및/또는 RF 위치 시스템 중 하나 이상으로부터 데이터를 사용함으로써 종종 때때로 다시 캘리브레이션된다. 일 실시예에서, IMU(403)는 GPS, IR 및/또는 RF 위치 시스템에 대한 전력 요구를 감소시키는 데 사용된다. 일 실시예에서, IMU(403)가 통신 모듈(103)이 운동이 없거나 또는 비교적 운동이 없다는 것을 감지하는 경우, GPS, IR 및/또는 RF 위치 시스템은 저전력 또는 대기 모드에 놓인다. 통신 모듈(103)이 비교적 운동이 없다는 것을 IMU(403)가 감지하는 (예를 들어, 운동이 없거나 비교적 낮은 속도로 운동하는) 경우, 사용자는 움직이지 않거나 또는 바로 추적이 필요하지 않을 정도로 느리게 움직이고 있는 것이다. 일 실시예에서, IMU(403)는 4축 시스템이어서, 어느 방향으로든 통신 모듈(103)의 운동이 운동으로 감지되고 다른 감지 시스템들 중 하나 이상의 시스템을 활성화하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어 사용자가 누워 있다가 서는 경우, "업(up)" 운동이 IMU(403)에 의해 감지될 것이고, 통신 모듈은 하나 이상의 추적 시스템을 활성화할 것이다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 사용자가 임의의 상당한 기간 동안 비교적 일정하고 비교적 낮은 속도로 움직이지 않을 것이라고 가정한다. 따라서, 일 실시예에서, IMU는 일정한 오프셋 에러(예를 들어, X, Y 또는 Z 방향의 일정 기울기)에 대해 자체 캘리브레이션을 하고, 그 일정한 X, Y 오프셋 오류(예를 들어, 기울기 변화)로부터의 편차가 사용자에 의한 운동으로서 인식된다.
일 실시예에서, IMU(403)는 적어도 두 방향의 운동을 감지하는 적어도 2축 IMU이다. 일 실시예에서, IMU(403)는 적어도 세 방향의 운동을 감지하는 적어도 4축 IMU이다. 일 실시예에서, IMU는 예를 들어, 뛰거나, 걷거나, 계단을 올라가거나, 계단을 내려가거나, 비틀거리거나, 절뚝거리는 등과 같은 사용자의 보행(gait) 을 판정하는 데 사용되는 데이터를 제공한다.
IMU는 사용자의 움직임(운동)에 대한 피드백을 얻기 위해 단독으로 사용되거나, 다른 추적 디바이스와 조합되어 사용될 수 있다. 따라서 예를 들어, 사용자가 빌딩의 25번 방으로 가기를 원하는 것을 나타낸 경우, 정보 시스템은 사용자를 돕기 위한 안내 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 안내 정보는 지시(예를 들어, 왼쪽으로 돌기, 40피트 앞으로 직진하기 등)를 포함한다. 일 실시예에서, 안내 정보는 비행기 활공각 정보 시스템을 상기시키는 음조 정보를 포함할 수 있다. 따라서 예를 들어, 정보 시스템은 사용자가 왼쪽으로 너무 멀리 이동한 경우 왼쪽 귀에 음을 발생시킬 수 있다(또는 신체 좌측의 뼈에 사운드를 커플링할 수 있다). 일 실시예에서, 음은 정보 에러가 증가함에 따라 더 커지게 된다.
IMU(403)는 중력으로 인한 가속을 포함하여 정적 가속도뿐만 아니라 동적 가속도도 둘 다 측정할 수 있어, IMU(403)는 수평 및 수직 운동뿐만 아니라 기울기를 측정하는 데 사용될 수 있다. IMU(403)는 X 및 Y 축이 모두 지구의 표면에 평행하게 배향된 경우 롤 및 피치 축을 갖는 2축 틸트 센서로서 사용될 수 있다. 90도의 롤은 사용자가 옆으로 누워있음을 나타낼 것이다. 또한, IMU(403)가 전혀 아무런 운동을 나타내지 않는 경우, 사용자의 방향에 관계없이, 사용자는 잠들었거나 활동이 없는 것이고, 상기 설명한 바와 같이 시스템은 전원이 꺼지게 된다. 따라서 IMU(403)는 사용자가 깨어있지 않을 때를 검출할 수 있다.
위성항법장치(GPS)는 정확하지만, 실내에서는 종종 잘 작용하지 않으며, 때때로 빌딩의 층 사이를 구분할 만큼 충분한 수직 정확도를 갖지 못한다. GPS 수신 기는 또한 특정량의 신호 처리를 요구하고 이러한 처리는 전력을 소비한다. 통신 모듈(103)과 같은 제한된 전력의 디바이스에서, GPS 시스템에 의해 소비되는 전력은 배터리 수명을 감소시킬 수 있다. 그러나 GPS는 넓은 영역에 걸쳐 동작할 수 있는 이점을 가지며, 따라서 한정된 영역을 벗어나거나 다른 위치 시스템의 범위를 벗어난 사용자의 위치를 확인하는 경우 특히 유용하다.
GPS는 실외에서는 잘 작용하지만, 빌딩 내부에서는 열약한 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에서, 시스템(100)은 GPS를 IMU와 조합하고, 그리고/또는 RFID 태그가 이용 가능한 경우 이러한 RFID 태그와 조합하여 사용한다. 따라서, 시스템(100)을 사용하여, 사용자는 제1 빌딩을 통해 탐색하고, 빌딩을 나와서 제2 빌딩으로 걸어간 다음에는, 제2 빌딩을 통해 탐색할 수 있다. 시스템(101)은 사용자 행로상의 상이한 부분 동안에는 다른 정보 시스템을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 빌딩은 빌딩의 맵에 관한 정보를 시스템(100)에 제공하는 출입구 근처의 데이터 포트를 구비하고 있다. 사용자가 빌딩으로 들어갈 때, 시스템(100)은 사용자가 그 빌딩 내부를 탐색할 수 있도록 데이터 포트로부터 빌딩 맵 정보를 얻는다. 일 실시예에서, 데이터 포트에 의해 제공된 맵 정보는 예를 들어, 공사중인 영역, 청소를 위해 폐쇄된 화장실 등과 같은 동적 정보를 포함한다.
일 실시예에서, GPS 시스템(402)은 대기 모드에서 동작하고, 일정 간격으로 또는 활성화되도록 지시될 때 활성화된다. GPS 시스템은 컴퓨터(104)에 의해 그리고/또는 사용자나 통신 모듈에 활성화하도록 지시될 수 있다. 활성화되는 경우, GPS 시스템은 사용자에 대해 고정된 위치를 얻고(GPS 위성 신호가 이용 가능한 경 우), IMU를 업데이트한다. 일 실시예에서, GPS 시스템은 또한 컴퓨터 시스템(104) 및/또는 통신 모듈(103)에 제공된다. 컴퓨터 시스템은 그의 GPS 시스템으로부터의 데이터를 사용하여 위치 및/또는 타이밍 데이터를 통신 모듈(103)의 GPS 시스템(402)에 송신함으로써 GPS 시스템(402)이 시작 준비를 더 빠르게 할 수 있게 하고, 보다 빠르게 고정 위치를 얻을 수 있어, 더 낮은 전력을 사용할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 주변 센서(411)를 사용하여 예를 들어, 온도, 습도, 일광 등과 같은 주변 조건을 모니터링한다.
일 실시예에서, 시스템(100)의 하나 이상의 착용 가능한 모듈은 통신을 위한 RF 통신 시스템을 포함한다. 따라서, 이어지는 다음 설명은 일반적으로 통신 모듈(103)을 일례로서 언급하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 마찬가지로, 아래의 설명은 컴퓨터(104)를 일례로서 언급하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 중계기(113)가 통신 모듈(103)의 범위를 확장하는 데 유용하지만 모든 구성에 필요한 것은 아님을 또한 이해할 것이다. 또한 컴퓨터(104)는 컴퓨터 네트워크, 랩톱 컴퓨터, 손바닥 크기의 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기, 휴대 전화기 등일 수 있음을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 내부 전원(예를 들어, 배터리, 태양 전지, 연료 전지 등)을 갖는다. 전력을 절약하기 위해, 통신 모듈(103)은 정상적으로 저전력 모드에 놓인다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 양방향(bidirectional) 통신을 제공하고, 다른 모듈로부터 데이터 및/또는 지시를 수신하도록 구성된다. 따라서 예를 들어, 컴퓨터(104)는 기능을 수행하고, 대기 모드로 진행하고, 활동 상 태로 되고(wake up), 배터리 상태를 보고하고, 활동 상태로 되는 간격을 변경하고, 자가 진단을 실행하고, 결과를 보고하는 등의 일을 하도록 통신 모듈(103)에 지시할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 정기적으로 자신의 일반적인 상태 및 경과(예를 들어, 자가 진단의 결과, 배터리 상태 등)를 보고한다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 오디오 데이터가 볼륨 임계치를 초과한 경우 및/또는 다른 센서가 오디오 데이터가 디지털화 및 저장되어야 하는 것임을 나타내는 경우 마이크로폰(304)으로부터의 이러한 데이터를 샘플링하고, 디지털화하고 저장한다. 예를 들어, 음성 명령을 송신할 때, 사용자는 음성 명령이 주어지고 있음을 나타내도록 키패드(433) 상의 버튼을 누를 수 있다. 사용자는 또한 키패드(433)를 사용하여 통신 모듈(103)에 명령을 입력할 수도 있다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 두 개의 활동 상태 모드를 제공하는데, 제1 활동 상태 모드는 센서 측정치를 얻기 위한 것이고 (그리고, 필요하다고 여겨지는 경우 이러한 측정치를 보고함), 제2 활동 상태 모드는 중앙 컴퓨터(104)로부터의 그리고/또는 키보드(433)로의 지시를 듣기 위한 것이다. 두 개의 활동 상태 모드, 또는 이의 조합은 다양한 간격으로 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 시스템(100)의 모듈과 통신하기 위해 확산대역(spread-spectrum) 기술을 사용한다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술을 사용한다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 주파수 호핑 확산 대역을 사용한다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 블루투스 통신 기술을 사용한다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103)은 시스템(101), 휴대 전화 기(108), 컴퓨터(104) 등의 다양한 모듈과 통신하기 위한 기술의 조합을 사용한다.
일 실시예에서, 사용자에게 내장된 RFID 태그는 시스템(101)이 사용자의 건강 및 상태를 모니터링하기 위한 하나 이상의 생체인식 센서를 포함한다. 일 실시예에서, 내장된 RFID 태그는 모니터링 시스템이 사용자의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서를 포함한다. 일 실시예에서, 내장된 RFID 태그는 예를 들어, 온도, 혈압, 맥박, 호흡, 혈액 산화 등과 같은 사용자의 건강 및 웰빙을 측정하기 위한 하나 이상의 생체인식 센서를 포함한다.
무선 주파수 인식, 즉 RFID는 사람 또는 물체를 식별하기 위해 라디오파를 이용하는 기술에 대한 일반적인 용어이다. 여러 가지 식별 방법이 있지만, 가장 일반적인 것은 안테나에 부착된 마이크로 칩(칩과 안테나는 함께 RFID 트랜스폰더 또는 RFID 태그로 불림)을 통해 사람 또는 물체를 식별하는 시리얼 번호 및 가능하면 기타 정보를 저장하는 것이다. 안테나는 칩이 식별 정보를 판독기에 송신할 수 있게 한다. 판독기는 RFID 태그로부터 반사된 라디오파를 디지털 정보로 변환하고, 그 다음 디지털 정보는 그것을 사용할 수 있는 컴퓨터에 전달될 수 있다.
RFID 시스템은 안테나를 갖는 마이크로칩 및 안테나를 갖는 질문기(interrogator)나 판독기로 구성된 태그를 포함한다. 판독기는 전자기파를 송신한다. 태그 안테나는 이들 파를 수신하도록 조정된다. 수동 RFID 태그는 판독기에 의해 생성된 장으로부터 전력을 끌어와 그를 이용하여 마이크로칩의 회로에 전력 제공한다. 그 다음, 칩은 태그가 판독기로 반송한 파를 변조하고, 판독기는 새로운 파를 디지털 데이터로 변환한다.
라디오파는 주로 비금속 재료를 통하여 이동하므로, 이것들은 비바람에 견딜 수 있고(weather-proofing) 내구성을 높이기 위한 패키징에 내장되거나, 보호 플라스틱으로 포장할 수 있다. RFID 태그는 전세계를 통해 제조된 모든 제품에 대한 고유의 시리얼 번호를 저장할 수 있는 마이크로칩을 갖는다.
능동 RFID 태그는 마이크로칩의 회로를 실행하고 (휴대 전화기가 기지국에 신호를 송신하는 방식으로) 판독기에 신호를 송신하는 데 사용되는 배터리를 갖는다. 수동 태그는 배터리를 갖지 않는다. 대신에, 수동 태그는 판독기로부터 전력을 끌어오는 데, 이는 태그의 안테나에 전류를 유도하는 전자기파를 송신한다. 반수동(semi-passive) 태그는 칩의 회로를 실행하기 위해 배터리를 사용하지만, 판독기로부터 전력을 끌어옴으로써 통신한다. 능동 및 반수동 태그는 선로의 화물 열차와 같이 긴 범위에 걸쳐 스캔되어야 하는 고가치 상품을 추적하는 데 유용하지만, 그들은 상대적으로 비용이 더 많이 든다. 수동 RFID 태그는 능동 또는 반수동 태그보다 비용이 덜 든다.
일 실시예에서, 통신 모듈(103) 및/또는 신발 장착형 모듈(105)은 휴대 전화기(108)와 연계하여 사용될 수 있다. 이어피스(160)에는 또한 응답 버튼이 제공될 수 있지만, 이어피스(160)는 통상적으로 발신자 정보를 보여줄 디스플레이를 갖지 않아서, 발신 화면표시를 위한 편리한 방법을 제공하지는 않는다. 일 실시예에서, 통신 모듈(103) 및/또는 신발 장착형 모듈(105)은 착신 콜이 검출될 때 휴대 전화기(108)로부터 메시지를 수신한다. 예를 들어, 발신자의 전화 번호, 이름, 사진 등과 같은 정보는 통신 모듈(103) 및/또는 신발 장착형 모듈(105) 상에 표시된다. 일 실시예에서, 사용자가 콜을 수신하기를 원하는 경우, 사용자는 통신 모듈(103)이 휴대 전화기(108)에 응답 명령을 송신하도록 통신 모듈(103) 상의 버튼을 누를 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 콜을 수신하기를 원하는 경우, 사용자는 휴대 전화기(108)에 응답 명령을 송신하도록 이어피스(160) 상의 버튼을 누를 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 콜을 수신하기를 원하는 경우, 사용자는 통신 모듈(103)이 휴대 전화기(108)에 응답 명령을 보내도록 팔목 운동(예를 들어, 팔목 튀기기 등)을 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 콜을 수신하기를 원하는 경우, 사용자는 신발 장착형 모듈(105)이 휴대 전화기(108)에 응답 명령을 보내도록 정의된 발 두드림(tap)(예를 들어, 한 번 두드림, 두 번 두드림, 옆으로 두드림 등) 또는 발 움직임을 사용할 수 있다. 일단 콜이 응답되면, 사용자는 이어피스(160)를 통하여, 핸드프리 모듈(예를 들어, 차량, 사무실 등에 장착된 핸즈프리 마이크로폰 및 스피커) 등을 통하여 휴대 전화기(108)와 통신할 수 있다. 이는 사용자로 하여금 포켓, 지갑, 서류가방 등으로부터 휴대 전화기(108)를 꺼낼 필요 없이 전화를 받을 것인지 않을 것인지 가려내도록 한다.
다양한 실시예가 이상에서 설명되었지만, 다른 실시예가 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 기술 내에 속할 수 있을 것이다. 따라서, 예를 들어 상기 개시에서는 블루투스 프로토콜을 사용한 통신을 설명하였지만, 이러한 설명은 예로서 사용된 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 당해 기술 분야에 통상적인 지식을 가진 자라면 다른 무선 및/또는 유선 통신 프로토콜 및 기술이 블루투스와 함께 그리고/또는 대안으로 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 본 발명은 다음의 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (32)

  1. 휴대 전화기로부터 발신자 식별(ID) 정보를 수신하도록 구성되는 수신기와;
    상기 발신자 ID 정보를 표시하도록 구성되고, 사용자가 착용하고 있는 동안 상기 발신자 ID 정보를 볼 수 있도록 구성되는 디스플레이를 포함하는 사용자가 착용하도록 구성된 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 손목에 착용하도록 구성되는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 장치는 신발에 제공하도록 구성되는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치는 의류에 부착하도록 구성되는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 상에 시각(時刻)을 표시하도록 구성되는 클록 모듈을 더 포함하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 상에 달력 정보를 표시하도록 구성되는 달력 모듈을 더 포함하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 위성 탐색 수신기를 더 포함하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 장치의 운동을 검출하도록 구성되는 관성 운동 유닛을 더 포함하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 장치는 미리 정해진 움직임이 검출되는 경우 상기 휴대 전화기에 응답 명령을 송신하도록 구성되는 장치.
  10. 제1항에 있어서, 카메라를 더 포함하는 장치.
  11. 제1항에 있어서, 진동기를 더 포함하는 장치.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 생체인식 센서를 더 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 생체인식 센서는 온도 센서를 포함하는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 생체인식 센서는 사용자에게 내장된 RFID 센서를 판독하도록 구성되는 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 생체인식 센서는 내장형 의료 디바이스와 통신하도록 구성되는 장치.
  16. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 주변 조건 센서를 더 포함하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 주변 조건 센서는 온도 센서를 포함하는 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 주변 조건 센서는 습도 센서를 포함하는 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 주변 조건 센서는 기압 센서를 포함하는 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 장치의 운동을 검출하고 상기 운동에 따라 걸어간 거리를 계산하도록 구성되는 관성 운동 유닛을 더 포함하는 장치.
  21. 전원과;
    프로세서와;
    신발에 제공되어 상기 신발의 착용자가 볼 수 있도록 된 디스플레이를 포함하고,
    상기 프로세서는 시각을 계산하여 상기 디스플레이 상에 상기 시각을 나타내도록 구성되는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 진동기를 더 포함하고, 상기 프로세서는 착용자에게 경보 를 발하기 위해 상기 진동기를 사용하도록 구성되는 장치.
  23. 제21항에 있어서, 휴대 전화기로부터 정보를 수신하도록 구성되는 무선 수신기를 더 포함하는 장치.
  24. 제21항에 있어서, 휴대 전화기로부터 발신자 ID 정보를 수신하도록 구성되는 무선 수신기를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 디스플레이 상에 상기 발신자 ID 정보를 나타내도록 구성되는 장치.
  25. 제21항에 있어서, 무선 탐색 수신기를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 디스플레이 상에 탐색 정보를 나타내도록 구성되는 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 디스플레이 상에 달력 정보를 표시하도록 더 구성되는 장치.
  27. 제21항에 있어서, 위성 탐색 수신기를 더 포함하는 장치.
  28. 제1항에 있어서, 상기 장치의 운동을 검출하도록 구성되는 관성 운동 유닛을 더 포함하는 장치.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 장치는 미리 정해진 발 운동이 검출되는 경우 휴대 전화기에 응답 명령을 송신하도록 구성되는 장치.
  30. 제21항에 있어서, 적어도 하나의 생체인식 센서를 더 포함하는 장치.
  31. 제21항에 있어서, 적어도 하나의 주변 조건 센서를 더 포함하는 장치.
  32. 제1항에 있어서, 상기 장치의 운동을 검출하고 상기 운동에 따라 걸어간 거리를 계산하도록 구성되는 관성 운동 유닛을 더 포함하는 장치.
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