KR20120103129A - 착용감지 시스템 및 그 제공방법 - Google Patents

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Abstract

착용감지 시스템 및 그 제공방법이 개시된다. 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 착용감지 시스템 제공방법은 착용감지 시스템이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서로부터 센싱된 센싱 값을 확인하는 단계, 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계, 및 판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

착용감지 시스템 제공방법 및 그 제공방법{System for wearing detection and providing method thereof}
본 발명은 착용감지 시스템 및 그 제공방법에 관학 것으로, 보다 상세하게는 인체에 소정의 장치 또는 시스템이 착용되어 있는지를 판단할 수 있는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
다양한 분야에서 착용형 장치 또는 시스템이 개발되고 있다. 예컨대, 착용형 인터페이스(wearable interface) 또는 컴퓨터, 바이오 센싱 장치 등이 그러한 예일 수 있다. 이러한 착용형 시스템은 인체의 동작 또는 인체의 특정 신호를 감지하고, 이를 통해 원하는 정보를 획득하고, 획득된 정보를 이용하여 소정의 동작 또는 서비스를 유저에게 제공할 수 있다. 이러한 착용형 장치 또는 시스템에서는 상기 착용형 장치가 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 것이 중요한 이슈(issue)가 될 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 유저(10)의 소정의 인체에 착용 되어 소정의 동작 또는 기능을 발휘하는 시스템(100)이 존재할 수 있다. 상기 시스템(100)은 인체의 특정 부위(예컨대, 손목)에 착용 되어 소정의 정보를 획득하는 시스템일 수 있다. 그리고, 획득된 정보를 소정의 외부 네트워크(200)로 전송할 수도 있다.
이때 상기 시스템(100)은 상기 특정 인체(예컨대, 손목)에 착용 되어야 정상적으로 동작을 수행할 수 있는 시스템일 수 있다. 예컨대, 상기 시스템(100)은 한국등록특허(등록번호 10-0873459, "낙상 감지 장치 및 그 방법과 그를 이용한 낙상 구조서비스 시스템 및 그 방법", 이하 '등록특허')에 개시된 바와 같이 특정 인체에 착용 되어 각속도 또는 가속도를 측정하고, 이를 이용해 상기 시스템(100)을 착용한 유저가 낙상(넘어짐)을 당했는지 여부를 판단하는 시스템일 수 있다. 낙상을 당했으면, 상기 외부 네트워크(200)를 통해 낙상 여부를 알리고, 응급 구조를 상기 유저에게 제공할 수 있다.
이때 상기 시스템(100)은 정상적으로 착용이 되어야 정상적으로 원하는 결과(예컨대, 낙상 여부 판단)를 얻을 수 있다. 만약, 상기 시스템(100)을 정상적으로 착용하지 않고 손에 들고 있는 경우, 손의 움직임에 따라 상기 시스템(100)은 실제로 유저가 낙상을 당하지 않더라도 낙상이라고 판단할 수 있다. 즉, 상기 시스템(100)이 정상적으로 착용 되어 있지 않은 경우에는, 상기 시스템(100)은 정상적인 동작을 보장받을 수 없을 수 있다.
따라서, 소정의 착용형 시스템(100)의 정상적인 동작을 보장하기 위해서는, 상기 착용형 시스템(100)이 정상적으로 착용 되어 있는지를 판단할 수 있는 것이 중요하다. 그리고 정상적으로 착용 되어 있지 않은 경우에는 상기 착용형 시스템(100)의 출력 또는 기능이 동작하지 않도록 하거나, 출력 또는 기능을 이용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
일반적으로 인체에 착용을 요구하는 착용형 시스템은 인체에 접촉 여부 또는 압력이나 소정의 스위치가 눌려져 있는지 여부를 기준으로 착용 여부를 판단하였다. 또는 특정 시스템(예컨대, 전자 발찌(팔찌) 등)과 같이 벨트 또는 상기 벨트 내에 포함된 소정의 회로(전선)가 항상 단락이 되지 않은 상태로 존재하는지 여부를 판단하여 정상적으로 착용하고 있는지를 판단할 수도 있다.
하지만, 전자의 경우에는 착용된 시스템(예컨대, 100)이 항상 인체에 접촉되거나 소정의 압력을 받지 않는 상태가 수시로 존재할 수 있어서, 정상적으로 착용 되어 있는 상태임에도 착용 되어 있지 않다고 판단될 수 있다. 즉, 상기 시스템(100)이 인체에 착용 되어 있어도, 유저가 뛰거나 특정 동작을 수행하는 경우에는 인체에 접촉되지 않거나 특정한 압력을 주지 못할 수가 있다.
후자의 경우에는 항상 착용형 시스템을 착용하고 있어야 하는 문제점이 있다. 또한, 회로를 브릿징(bridging)하는 방식 등으로 착용하지 않았음에도 착용하고 있는 것으로 판단되도록 할 수 있는 여지가 있다.
따라서, 다양한 상황에서도 착용형 시스템이 착용 되었는지 여부를 효과적으로 판단할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 및 그 제공방법은 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 이용해 상기 착용감지 시스템이 인체에 착용되어 있지 않거나, 특정한 압력을 받지 않아도 효과적으로 착용 여부를 판단할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 온도 및/또는 습도에 따라 상기 센서의 센싱 값이 달라질 수 있는 것을 보완하기 위해 온도 및/또는 습도에 적응적으로 착용 여부를 판단할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상기 터치 센서의 센싱 값이 유저의 특성 또는 유저의 다양한 활동에 따라 다양하게 변화할 수 있으므로, 상기 착용감지 시스템이 착용 된 상태의 데이터를 이용하여 학습을 통해 유저, 온도, 습도, 및/또는 다양한 활동의 변화에도 효과적으로 상기 착용감지 시스템의 착용 여부를 판단할 수 있는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 착용감지 시스템 제공방법은 착용감지 시스템이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서로부터 센싱된 센싱 값을 확인하는 단계, 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계, 및 판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 착용감지 시스템 제공방법은 현재의 온도 또는 습도 중 적어도 하나를 확인하는 단계를 더 포함하며, 상기 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계는, 확인한 상기 센싱 값이 확인된 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 상응하는 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계를 포함한다.
상기 착용범위 기준은 상기 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나로부터 출력된 센싱 값에 따라, 나머지 센서 중 적어도 하나의 센서의 가능한 착용범위 값에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 착용감지 시스템 제공방법은 판단된 착용 여부에 대한 정보를 유무선 네트워크를 통해 소정의 외부 시스템 또는 상기 착용감지 시스템을 포함하는 소정의 시스템으로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 센서는 정전용량 식 터치센서 또는 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 착용감지 시스템 제공방법은 착용감지 시스템이 소정의 착용 데이터 셋을 이용하여 소정의 학습 알고리즘을 통해 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하기 위한 학습을 수행하는 단계, 상기 착용감지 시스템이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서로부터 센싱된 센싱 값을 확인하는 단계, 수행된 학습 결과에 상기 확인된 센싱 값을 적용하여 상기 착용감지 시스템이 상기 인체 착용 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 착용 데이터 셋은 상기 착용감지 시스템이 인체에 착용 되었을 때의 상기 적어도 하나의 센서의 센싱 값 각각과 센싱 시의 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하며, 상기 학습 알고리즘은 상기 적어도 하나의 센서의 센싱 값 각각, 상기 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 대한 정보를 입력 값으로 하고, 상기 인체 착용 여부를 출력 값으로 하는 학습 알고리즘인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 착용 데이터 셋은 상기 인체에 대한 인체정보를 더 포함하며 상기 학습 알고리즘은 상기 인체정보를 더 입력 값으로 사용할 수 있다.
상기 학습 알고리즘은 신경망 회로, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 또는 히든 마코프 체인(Hidden Markov Chain) 중 적어도 하나의 알고리즘을 포함할 수 있다. 상기 착용감지 시스템 제공방법은 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 인체에 착용되었는지 여부를 판단하는 착용감지 시스템은 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈 및 상기 센서 모듈에 의해 센싱된 센싱 값을 확인하고, 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하며, 판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단한다.
상기 착용감지 시스템은 온도를 확인하기 위한 온도모듈 또는 습도를 확인하기 위한 습도모듈 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 제어모듈은 상기 온도모듈 또는 상기 습도모듈 중 적어도 하나로부터 확인된 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 상응하는 착용범위 기준에 상기 센싱 값이 상응하는지 판단할 수 있다.
상기 착용범위 기준은 상기 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나로부터 출력된 센싱 값에 따라, 나머지 센서 중 적어도 하나의 가능한 착용범위 값에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 인체에 착용되었는지 여부를 판단하는 착용감지 시스템은 소정의 착용 데이터 셋을 이용하여 소정의 학습 알고리즘을 통해 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하기 위한 학습을 수행하는 학습 모듈, 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈, 및 상기 센서 모듈로부터 센싱된 센싱 값을 상기 학습모듈로 출력하고, 상기 학습모듈로부터 상기 인체 착용 여부에 대한 정보를 수신하는 제어모듈을 포함한다.
상기 착용감지 시스템은 온도를 확인하기 위한 온도모듈 또는 습도를 확인하기 위한 습도모듈 중 적어도 하나를 더 포함하며, 상기 학습모듈은 상기 센싱 값 각각과, 상기 온도, 상기 습도, 또는 상기 인체정보 중 적어도 하나에 대한 정보를 입력 값으로 하고, 상기 인체 착용 여부를 출력 값으로 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 및 그 제공방법은 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서(예컨대, 정전용량 식 터치 센서, 적외선 센서 등)의 센싱 값을 이용하여 착용 여부를 판단하므로, 인체에 접촉되어 있거나 소정의 압력이 가해지지 않아도 비교적 정확하게 착용 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다. 또한, 기계적 구성을 이용하지 않으므로 반 영구적으로 사용할 수 있고, 정전용량 식 터치센서의 특성으로 인해 소비전류가 적으며, 적은 비용으로 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 센서(예컨대, 정전용량 식 터치 센서)의 종류에 따라 유저별 특성, 온도, 습도, 및/또는 유저의 다양한 활동으로 인해 센싱 값이 다양해질 수 있는 경우에도 학습을 통해 착용 여부를 상대적으로 정확하게 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 적용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 착용 여부 판단 방식을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 제공방법을 설명하기 위한 개략적인 플로우 차트를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
또한, 본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '전송'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터를 전송할 수도 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터를 상기 다른 구성요소로 전송할 수도 있는 것을 의미한다.
반대로 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '직접 전송'하는 경우에는 상기 구성요소에서 다른 구성요소를 통하지 않고 상기 다른 구성요소로 상기 데이터가 전송되는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 적용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템(100)은 유저(10)의 인체의 소정의 부위(예컨대, 손목 등)에 착용 될 수 있다. 상기 착용감지 시스템(100)은 특정 기능을 수행하는 다양한 착용형 시스템(예컨대, 웨어러블 컴퓨팅 디바이스(wearable computing device), 등록특허의 낙상 감지 장치 등)에 포함되어 구현될 수 있다. 또한, 상기 착용형 시스템의 기능 또는 용도에 따라 적절하고 다양한 위치에 상기 착용감지 시스템(100)이 설치되도록 구현될 수 있다. 도 1에서는 상기 착용감지 시스템(100) 또는 상기 착용형 시스템은 손목 시계 형으로 구현되는 경우를 일 예로 도시하고 있지만, 그 형태 및 착용 부위도 다양할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 착용감지 시스템(100)은 본 발명의 기술적 사상에 따라 판단된 착용 여부에 대한 정보를 소정의 외부 네트워크(200)로 출력할 수도 있다. 예컨대, 등록특허에 개시된 바와 같이 상기 착용감지 시스템(100)이 소정의 낙상 감지 장치에 포함되는 경우, 상기 착용감지 시스템(100)이 착용 여부에 대한 정보를 상기 외부 네트워크(200)로 출력함으로써 불필요한 응급 구조 서비스 또는 출동을 막을 수 있는 효과가 있다. 구현 예에 따라서는, 상기 착용감지 시스템(100)은 상기 착용감지 시스템(100)을 포함하고 있는 상기 착용형 시스템(예컨대, 상기 낙상 감지 장치)의 소정의 구성으로 상기 착용 여부에 대한 정보를 출력할 수도 있다. 따라서, 상기 착용형 시스템(예컨대, 상기 낙상 감지 장치)은 상기 착용감지 시스템(100)으로부터 정상적으로 착용 되어 있다는 정보를 받았을 때에만 정상적인 동작을 하거나, 상기 유저의 인체 또는 동작으로부터 획득할 수 있는 정보를 이용해 소정의 프로세싱을 수행할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 착용감지 시스템(100)에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 착용 여부 판단 방식을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 유저의 인체(10)와 상기 착용감지 시스템(100)은 정상적으로 착용이 되어 있는 경우에도, 유저의 동작이나 활동에 의해 상기 착용감지 시스템(100)은 인체(10)와 이격될 수 있다. 따라서, 종래의 방식과 같이 인체(10)와의 접촉 여부를 감지하거나 상기 착용감지 시스템(100)에 가해지는 압력에 기초하여 착용 여부를 판단하는 경우에는 잘못된 판단을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템(100)은 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서(11, 12, 예컨대, 정전용량 식 터치 센서 또는 적외선 센서 등)를 이용하여 착용 여부를 판단할 수 있다.
널리 공지된 바와 같이, 전극에 인체가 닿지 않아도 커패시턴스(capacitance)의 변화를 인식할 수 있는 정전용량 식 터치 센서가 공지되어 있다. 이러한 정전용량 식 터치 센서는 인체와의 거리에 따라 커패시터의 유전율 및 커패시터를 구성하는 양 극간의 거리가 달라짐으로써, 거리에 따라 서로 다른 커패시턴스 값을 갖게 된다.
또한, 적외선 센서를 이용하여 거리를 측정할 수 있는 방법이 널리 공지되어 있다. 기타 인체(10)와의 거리에 따라 다른 출력 값을 측정할 수 있는 모든 형태의 센서가 본 발명의 기술적 사상을 구현하는데 적용될 수 있다. 적외선 센서가 사용되는 경우에는 항상 일정한 방향으로의 거리만을 측정할 수 있도록 설치될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같은 경우에는 항상 수직방향 아래로의 거리를 측정하도록 상기 적외선 센서가 설치될 수 있다.
예컨대, 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)가 정전용량 식 터치 센서인 경우에는 상기 적어도 하나의 센서(11, 12) 각각은 상기 착용감지 시스템(100)의 하우징(housing)의 내부에 설치될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)가 적외선 센서인 경우에는 적외선을 출력할 수 있도록 소정의 위치(예컨대, 하우징의 표면 또는 외부)에 설치될 수 있다. 즉, 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)의 종류 및 특성에 따라 적합한 방식으로 상기 착용감지 시스템(100)에 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)가 설치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)은 도 2에서는 두 개인 경우를 일 예로 설명하고 있지만, 상기 착용감지 시스템(100)의 크기나 기능, 착용 부위에 따라 다양한 개수의 센스가 상기 착용감지 시스템(100)에 포함될 수 있다.
또한, 상기의 센서를 이용하는 경우에는 센서의 센싱 값이 인체(10)와의 거리에 따라 달라지므로, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는데 적합할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 정전용량 식 터치 센서를 위주로 설명하기로 하지만, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지는 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 착용감지 시스템(100)이 인체와 소정의 거리(d1) 내에 위치하는 경우(접촉되어 있는 경우 포함)에는 상기 착용감지 시스템(100)은 자신이 정상적으로 착용 되어 있다고 판단할 수 있다. 만약, 착용감지 시스템(100)이 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 상태(100-1)에서 미리 정해진 범위 내의 거리(예컨대, d1)보다 먼 거리(예컨대, d2)만큼 인체(10)와 떨어진 경우에는 상기 착용감지 시스템(100)은 자신이 착용 되어 있지 않다고 판단할 수도 있다. 하지만, 상기 적어도 하나의 센서(11, 12) 중 일부가 상기 소정의 범위(d1) 내에 존재하지 않는다고 무조건 착용 되어 있지 않다고 판단하지는 않을 수도 있다. 예컨대, 상기 착용감지 시스템(100)이 정상적으로 착용 되어 있는 경우에도 소정의 상태(100-2)와 같이 상기 착용감지 시스템(100)이 인체(100)와 평행을 이루지 않는 경우가 존재할 수 있고, 이때에는 어느 하나의 센서(예컨대, 12)는 상기 범위(d1) 내에 존재하지 않을 수도 있기 때문이다. 따라서, 이때에는 상기 적어도 하나의 센서(11, 12) 중 일부의 센서(예컨대, 11)의 위치에 따라 나머지 센서(예컨대, 12)의 상대적 위치가 소정의 기준(또는 범위)에 존재하는지 여부를 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부를 판단하는 것이 바람직할 수도 있다. 예컨대, 상기 착용감지 시스템(100)이 인체(10)와 직각을 이루도록 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)들이 상대적인 위치를 가진다면 상기 착용감지 시스템(100)은 착용 되어 있지 않다고 판단될 수도 있다.
이처럼 상기 적어도 하나의 센서(예컨대, 11, 12)를 통해 센싱 된 값은 인체(10)와의 거리에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상기 센싱된 값이 소정의 기준 즉, 착용범위 기준에 포함되는 경우, 상기 착용감지 시스템(100)은 자신이 착용되었다고 판단할 수 있다. 상기 착용범위 기준은 전술한 바와 같이 상기 착용감지 시스템(100)이 인체(10)와 소정의 거리 범위(예컨대, d1)에 존재하는 경우의 각각의 센서들의 센싱 값의 범위에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상태(100-2)와 같이 상기 착용감지 시스템(100)이 상기 인체(10)와 수평을 이루지 않는 경우에는, 착용 되어 있다고 판단할 수 있는 각도에 따라 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12) 중 일부의 센서의 센싱 값에 따라 나머지 일부의 센서의 센싱 값의 범위가 상기 착용범위 기준에 포함될 수도 있다.
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템(100)은 자신이 정상적으로 착용 되어 있을 때,상기 적어도 하나의 센서(11, 12)가 가질 수 있는 센싱 값의 범위 즉, 착용범위 기준을 다양한 상태를 고려하여 미리 저장하고 있을 수 있다. 그리고, 이러한 착용범위 기준에 만족하는 경우에는 상기 착용감지 시스템(100)은 자신이 정상적으로 착용 되어 있다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 착용범위 기준은 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)이 정전용량 식 터치 센서로 구현되는 경우에는, 온도, 습도, 및/또는 인체정보별로 미리 저장될 수도 있다. 왜냐하면, 상기 정전용량 식 터치 센서는 온도, 습도에 따라 커패시터의 유전율이 달라져서 센싱 값이 달라질 수 있기 때문이다. 또한, 어떠한 유저에 착용되느냐에 따라 해당 유저의 인체 특성에 따라 유전율이 소정만큼 달라질 수도 있다. 또한, 동일한 유저라도 어떠한 인체 부위(예컨대, 손목, 발목, 허리 등)에 착용 되느냐에 따라 유전율이 변화할 수도 있다. 따라서, 상기 온도, 습도, 및/또는 인체정보별로 착용범위 기준에 마련되고, 이러한 착용범위 기준들에 따라 상기 착용감지 시스템(100)은 착용 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 착용감지 시스템(100)은 소정의 학습 알고리즘을 이용해 자신이 정상적으로 착용 되어 있는지를 판단할 수 있다. 이러한 학습 알고리즘을 이용하기 위해서는 먼저, 소정의 트레이닝 데이터 셋트(training data set)이 준비될 수 있다. 상기 트레이닝 데이터 셋은 유저가 상기 착용감지 시스템(100)을 착용하고 있을 때, 상기 적어도 하나의 센서(11, 12)들 각각의 센싱 값들로 이루어진 N 개의 데이터 셋일 수 있다. 이러한 N 개의 트레이닝 데이터 셋이 준비되면, 상기 착용감지 시스템(100)은 트레이닝 데이터 셋을 이용하여 소정의 학습 알고리즘을 통해 학습을 수행할 수 있다. 상기 학습 알고리즘은 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)의 값을 입력 값으로 하고, 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부 판단을 출력 값으로 하는 소정의 알고리즘일 수 있다.
또한, 판단의 정확성을 기하기 위해 상기 학습 알고리즘은 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)의 센싱 값뿐만 아니라, 온도 및/또는 습도에 대한 정보를 더 입력 값으로 이용할 수도 있다. 또한, 유저의 인체정보(즉, 유저의 식별정보, 및/또는 착용부위에 대한 정보)가 더 입력 값으로 이용될 수도 있다. 이때에는 물론, 상기 트레이닝 데이터 셋 각각에도 온도 및/또는 습도에 대한 정보, 또는 인체 정보가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이처럼 온도 및/또는 습도에 대한 정보가 포함되는 경우에는 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)이 정전용량 식 터치 센서로 구현되는 경우일 수 있다. 즉, 정전용량 식 터치 센서는 온도 및/또는 습도에 따라 센서 각각의 커패시턴스가 달라지기 때문이다. 따라서, 센싱 값도 온도 및/또는 습도에 따라 달라질 수 있다. 또한, 유저 별 및 유저의 인체부위의 특성에 따라 커패시터를 구성하는 커패시턴스가 달라질 수 있다. 그러므로 유저 및/또는 유저의 인체부위(예컨대, 손목, 발목, 허리 등)에 따라 동일한 조건에서도 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12) 각각의 센싱 값이 달라질 수도 있다.
따라서, 상기 트레이닝 데이터 셋은 유저가 착용하고 있을 때의 온도, 습도, 및/또는 인체정보와 그때의 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12) 각각의 센싱 값에 대한 정보가 포함될 수 있다. 만약, 소정의 인체정보가 상기 트레이닝 데이터 셋에 포함되는 경우에는, 트레이닝 데이터 셋에 포함된 인체정보에 맞는 유저 및/또는 상기 유저의 인체부위에 상기 착용감지 시스템(100)이 착용될 때 정확한 판단이 가능할 수 있다.
트레이닝 데이터 셋이 마련되고, 상기 트레이닝 데이터 셋을 이용해 소정의 학습 알고리즘을 통해 학습을 수행하며, 학습이 수행된 후에 실제 상황에서 소정의 입력 값이 입력되면 특정 정보(예컨대, 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부)를 추론 또는 판단할 수 있는 다양한 학습 알고리즘이 널리 개시되어 있다. 예컨대, 신경망 회로, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 또는 히든 마코프 체인(Hidden Markov Chain) 등의 학습 알고리즘이 본 발명의 기술적 사상에 적용될 수 있으며, 각각의 학습 알고리즘의 구체적인 구현 방식은 널리 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 상술한 학습 알고리즘 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있는 어떠한 학습 알고리즘도 적용될 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템(100)은 제어모듈(110) 및 센서모듈(120)을 포함한다. 도 3에서는 상기 센서모듈(120)은 적어도 하나의 정전용량 식 터치 센서로 구현되는 터치 센서 모듈(120)의 일 예로 도시되고 있으나, 전술한 바와 같이 인체와의 거리에 따라 다른 값을 센싱할 수 있는 어떠한 센서도 본 발명의 기술적 사상에 적용될 수 있다. 또한, 상기 착용감지 시스템(100)은 온도센서 모듈(140), 습도센서 모듈(150), 및/또는 학습 모듈(130)을 더 포함할 수 있다. 상기 학습 모듈(130)은 전술한 바와 같이 학습 알고리즘을 통해 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부를 판단하는 경우에, 상기 착용감지 시스템(100)에 포함될 수 있다.
본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스(resource)의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
상기 제어모듈(110)은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 착용감지 시스템(100)의 다른 구성(예컨대, 센서모듈(120), 온도센서 모듈(140), 습도센서 모듈(150), 및/또는 학습 모듈(130) 등)의 동작 및/또는 리소스를 제어할 수 있다.
상기 센서모듈(120)은 전술한 바와 같이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 제어모듈(110)은 상기 센서모듈(120)에 의해 센싱된 적어도 하나의 센서들 각각의 센싱 값을 확인하고, 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하며, 판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단할 수 있다.
상기 착용범위 기준에 대한 정보는 상기 제어모듈(110)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 구현 예에 따라서는 소정의 DB(미도시)가 상기 착용감지 시스템(100)에 더 포함되고, 상기 DB에 상기 착용범위 기준에 대한 정보가 저장될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)이 정전용량 식 터치 센서로 구현되고, 상기 정전용량 식 터치 센서가 비 접촉식인 경우에는 온도 및/또는 습도에 따라 센싱 값이 달라질 수 있다. 따라서, 상기 착용감지 시스템(100)은 온도 및/또는 습도에 대한 정보를 확인하기 위한 온도센서 모듈(140) 및/또는 습도센서 모듈(150)을 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 착용범위 기준은 온도 및/또는 습도별로 상기 제어모듈(110) 또는 상기 DB(미도시)에 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 제어모듈(110)은 상기 온도센서 모듈(140) 및/또는 상기 습도센서 모듈(150)로부터 온도 및/또는 습도에 대한 정보를 수신하고, 상기 센서모듈(120)로부터 수신된 센싱 값이 수신된 온도 및/또는 습도에 상응하는 착용범위 기준에 상응하는지를 판단함으로써 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부를 판단할 수 있다. 구현 예에 따라서는, 유저의 인체정보(유저 식별정보 및 인체 부위 정보)별로도 상기 착용범위 기준이 마련될 수도 있다.
또한, 상기 착용범위 기준은 전술한 바와 같이 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12) 중 일부의 센서의 센싱 값이 특정 값 또는 특정 범위에 해당하는 경우, 나머지 센서의 센싱 값들의 특정 범위 값 또는 특정 값에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 일부의 센서들의 센싱 값에 따라 정상적으로 착용 된 경우, 나머지 센서들의 센싱 값의 범위가 정해질 수 있다.
한편, 상기 학습 모듈(130)은 소정의 트레이닝 데이터 셋을 이용해 학습을 수행한다. 상기 트레이닝 데이터 셋은 특정 유저가 특정 부위에 상기 착용감지 시스템(100)을 착용한 후, 다양한 상황 또는 상태에서의 센싱 값에 대한 정보를 포함함할 수 있다. 또한, 센싱 시의 온도, 습도, 및/또는 인체정보가 상기 트레이닝 데이터 셋에 더 포함될 수도 있다. 또한, 학습이 수행된 후에는 소정의 테스트 데이터 셋을 이용해 상기 학습 모듈(130)의 학습이 잘 되었는지를 검증할 수도 있다. 그 후, 상기 학습 모듈(130)은 상기 센서모듈(120)로부터 수신된 적어도 하나의 센싱 값을 수신할 수 있다. 이때 상기 제어모듈(110)이 상기 적어도 하나의 센싱 값을 상기 학습 모듈(130)로 출력할 수도 있고, 구현 예에 따라서는 상기 학습 모듈(130)이 직접 상기 센서모듈(120)로부터 상기 적어도 하나의 센싱 값을 수신할 수도 있다. 그러면,상기 학습 모듈(130)은 학습된 알고리즘을 이용해 상기 적어도 하나의 센싱 값을 입력 값으로 하는 경우, 현재의 상기 착용감지 시스템(100)이 착용 상태인지 미착용 상태인지를 판단할 수 있다. 판단한 결과는 상기 제어모듈(110)로 출력될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12)이 정전용량 식 터치 센서로 구현되는 경우에는 상기 학습 모듈(130)은 온도, 습도, 및/또는 유저의 인체정보를 입력 값으로 더 사용할 수 있다. 물론, 이때에는 상기 온도, 습도, 및/또는 유저의 인체정보가 상기 트레이닝 데이터 셋에 포함되어 학습이 수행된 상태인 것이 바람직하다. 그러면, 상기 학습 모듈(130)은 특정 온도, 특정 습도, 특정 유저, 및/또는 특정 인체부위에 대해서 상기 착용감지 시스템(100)이 착용 되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 제공방법을 설명하기 위한 개략적인 플로우 차트를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 제공방법이 미리 저장되어 있는 착용범위 기준을 이용하여 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부를 판단하는 경우를 나타내고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 학습을 통해 상기 착용감지 시스템(100)의 착용 여부를 판단하는 과정을 나타내는 플로우 차트이다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 제공방법은 상기 착용감지 시스템(100)이 상기 센서모듈(120) 즉, 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12, 정전용량 식 터치 센서)로부터 센싱 값을 확인할 수 있다(S100). 그러면, 상기 착용감지 시스템(100)은 상기 적어도 하나의 센싱 값이 미리 저장된 착용범위 기준에 상응하는지를 판단할 수 있다(S110).
만약, 상기 적어도 하나의 센싱 값이 착용범위 기준을 만족하는 경우에는, 상기 착용감지 시스템(100)은 정상적으로 상기 착용감지 시스템(100)이 착용 되었다고 판단할 수 있다(S120). 만약, 상기 적어도 하나의 센싱 값이 착용범위 기준을 만족하지 않는 경우에는, 상기 착용감지 시스템(100)은 상기 착용감지 시스템(100)이 미리 정해진 인체 또는 특정 부위에 착용 되지 않았다고 판단할 수 있다(S130).
또한, 도 5를 참조하면, 상기 착용감지 시스템(100)은 소정의 학습 알고리즘으로 학습을 수행하기 위해 소정의 착용 데이터 셋 즉, 트레이닝 데이터 셋을 확보하고(S200), 이를 통해 학습을 수행할 수 있다(S210). 학습이 된 후에는 소정의 테스트 데이터를 이용해 상기 학습의 성능 또는 신뢰도를 검증할 수도 있다.
그 후, 상기 착용감지 시스템(100)은 상기 센서모듈(120)에 포함된 적어도 하나의 센서들(예컨대, 11, 12) 각각으로부터 센싱 값을 확인하고(S220), 이를 입력 값으로 학습된 알고리즘을 이용해 출력 값 즉, 착용 여부를 판단할 수 있다(S230). 또한, 전술한 바와 같이 현재의 온도, 습도, 및/또는 인체정보가 입력 값으로 더 이용될 수도 있다. 상기 온도 및/또는 습도는 상기 온도센서 모듈(140) 및/또는 습도센서 모듈(150)로부터 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 인체정보는 상기 착용감지 시스템(100)이 트레이닝 데이터 셋을 확보할 때의 유저 및/또는 인체 부위와 일치할 때에 정확한 판단이 가능할 수 있다. 따라서, 상기 인체정보는 기본적으로는 상기 착용감지 시스템(100)의 원래의 목적에 맞도록, 상기 트레이닝 데이터 셋을 확보할 때의 인체정보가 디폴트로 설정되어 있을 수도 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 착용감지 시스템 제공방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 착용감지 시스템이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서로부터 센싱된 센싱 값을 확인하는 단계;
    확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계; 및
    판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하는 단계를 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 착용감지 시스템 제공방법은,
    현재의 온도 또는 습도 중 적어도 하나를 확인하는 단계를 더 포함하며,
    상기 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계는,
    확인한 상기 센싱 값이 확인된 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 상응하는 착용범위 기준에 상응하는지 판단하는 단계를 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 착용범위 기준은,
    상기 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나로부터 출력된 센싱 값에 따라, 나머지 센서 중 적어도 하나의 센서의 가능한 착용범위 값에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용감지 시스템 제공방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 착용감지 시스템 제공방법은,
    판단된 착용 여부에 대한 정보를 유무선 네트워크를 통해 소정의 외부 시스템 또는 상기 착용감지 시스템을 포함하는 소정의 시스템으로 출력하는 단계를 더 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는,
    정전용량 식 터치센서 또는 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  6. 착용감지 시스템이 소정의 착용 데이터 셋을 이용하여 소정의 학습 알고리즘을 통해 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하기 위한 학습을 수행하는 단계;
    상기 착용감지 시스템이 인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서로부터 센싱된 센싱 값을 확인하는 단계;
    수행된 학습 결과에 상기 확인된 센싱 값을 적용하여 상기 착용감지 시스템이 상기 인체 착용 여부를 판단하는 단계를 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 착용 데이터 셋은,
    상기 착용감지 시스템이 인체에 착용 되었을 때의 상기 적어도 하나의 센서의 센싱 값 각각과 센싱 시의 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하며,
    상기 학습 알고리즘은,
    상기 적어도 하나의 센서의 센싱 값 각각, 상기 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 대한 정보를 입력 값으로 하고, 상기 인체 착용 여부를 출력 값으로 하는 학습 알고리즘인 것을 특징으로 하는 착용감지 시스템 제공방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 착용 데이터 셋은,
    상기 인체에 대한 인체정보를 더 포함하며,
    상기 학습 알고리즘은,
    상기 인체정보를 더 입력 값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 착용감지 시스템 제공방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 학습 알고리즘은,
    신경망 회로, 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 또는 히든 마코프 체인(Hidden Markov Chain) 중 적어도 하나의 알고리즘을 포함하는 착용감지 시스템 제공방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  11. 인체에 착용되었는지 여부를 판단하는 착용감지 시스템에 있어서,
    상기 착용감지 시스템은,
    인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈; 및
    상기 센서 모듈에 의해 센싱된 센싱 값을 확인하고, 확인한 상기 센싱 값이 소정의 착용범위 기준에 상응하는지 판단하며, 판단 결과에 기초하여 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하기 위한 제어모듈을 포함하는 착용감지 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 착용감지 시스템은,
    온도를 확인하기 위한 온도모듈 또는 습도를 확인하기 위한 습도모듈 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 제어모듈은,
    상기 온도모듈 또는 상기 습도모듈 중 적어도 하나로부터 확인된 온도 또는 습도 중 적어도 하나에 상응하는 착용범위 기준에 상기 센싱 값이 상응하는지 판단하는 착용감지 시스템.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 착용범위 기준은,
    상기 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나로부터 출력된 센싱 값에 따라, 나머지 센서 중 적어도 하나의 가능한 착용범위 값에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용감지 시스템.
  14. 인체에 착용되었는지 여부를 판단하는 착용감지 시스템에 있어서,
    상기 착용감지 시스템은,
    소정의 착용 데이터 셋을 이용하여 소정의 학습 알고리즘을 통해 상기 착용감지 시스템의 인체 착용 여부를 판단하기 위한 학습을 수행하는 학습 모듈;
    인체와의 거리에 따라 서로 다른 출력 값을 출력하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈; 및
    상기 센서 모듈로부터 센싱된 센싱 값을 상기 학습모듈로 출력하고, 상기 학습모듈로부터 상기 인체 착용 여부에 대한 정보를 수신하는 제어모듈을 포함하는 착용감지 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 착용감지 시스템은,
    온도를 확인하기 위한 온도모듈 또는 습도를 확인하기 위한 습도모듈 중 적어도 하나를 더 포함하며,
    상기 학습모듈은,
    상기 센싱 값 각각과, 상기 온도, 상기 습도, 또는 상기 인체정보 중 적어도 하나에 대한 정보를 입력 값으로 하고, 상기 인체 착용 여부를 출력 값으로 하는 착용감지 시스템.
KR1020110021196A 2011-03-10 2011-03-10 착용감지 시스템 및 그 제공방법 KR101207386B1 (ko)

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