KR20180028161A - 위기상황 감지 헬멧 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이더를 이용하여 위기상황을 감지하는 기술에 있어서, 특히 작업이나 작전 시에 항시 착용이 의무화된 헬멧으로 인체의 상태를 실시간으로 감지하여 위기상황을 파악하도록 해주는 위기상황 감지 헬멧에 관한 것으로, 헬멧 본체; 상기 헬멧 본체의 일측에 구비되는 임펄스 레이더 센서; 상기 임펄스 레이더 센서로 수신된 수신 임펄스신호로부터 신체 장기의 수축 이완 정보를 추출하여 상기 헬멧 본체를 착용한 사용자의 심장박동수를 산출하는 제어기; 그리고 상기 제어기의 제어에 따라 상기 수축 이완 정보 및 상기 심장박동수, 그리고 상기 심장박동수에 근거하여 판단되는 상기 사용자의 위기상황을 출력하는 출력부를 포함하여 구성되는 것이 특징인 발명이다.

Description

위기상황 감지 헬멧{helmet for sensing critical situations}

본 발명은 레이더를 이용하여 위기상황을 감지하는 기술에 관한 것으로, 특히 작업이나 작전 시에 항시 착용이 의무화된 헬멧으로 인체의 상태를 실시간으로 감지하여 위기상황을 파악하도록 해주는 위기상황 감지 헬멧에 관한 것이다.

일반적으로 헬멧은 공사현장에서 작업자의 안전 또는 작전 시에 군인의 안전을 위해 착용하는 필수품으로, 안전사고를 방지하기 위해 작용이 의무화되어 있다. 또한 헬멧은 스포츠나 레저 등 일반적인 사용자의 안전을 위해서도 반드시 착용해야 하는 필수품이다.

한편, 공사이나 군사작전은 특성상 대부분 넓은 장소에서 이루어지기 때문에, 작업자나 군인에게 발생하는 위기상황을 실시간으로 확인하기란 불가능하였다. 그에 따라, 작업자가 군인이 불의의 사고로 인해 방치되어 응급조치를 못하는 경우가 많았다.

따라서, 종래에는 작업이나 작전 시에 실시간으로 인체의 상태를 감지하여 위기상황을 파악하도록 해주는 새로운 기술의 도입이 시급한 실정이다.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 특히 작업이나 작전 시에 항시 착용이 의무화된 헬멧으로 인체의 상태를 실시간으로 감지하여 위기상황을 파악하도록 해주는 위기상황 감지 헬멧을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위기상황 감지 헬멧의 특징은, 헬멧 본체; 상기 헬멧 본체의 일측에 구비되는 임펄스 레이더 센서; 상기 임펄스 레이더 센서로 수신된 수신 임펄스신호로부터 신체 장기의 수축 이완 정보를 추출하여 상기 헬멧 본체를 착용한 사용자의 심장박동수를 산출하는 제어기; 그리고 상기 제어기의 제어에 따라 상기 수축 이완 정보 및 상기 심장박동수, 그리고 상기 심장박동수에 근거하여 판단되는 상기 사용자의 위기상황을 출력하는 출력부를 포함하는 것이다.

바람직하게, 상기 사용자에 의한 상기 헬멧 본체의 착용 여부를 감지하는 착용감지센서를 더 구비하되, 상기 제어기는 상기 착용감지센서를 통해 상기 사용자에 의해 상기 헬멧 본체를 착용한 것으로 판단되는 경우에, 인액티브 상태의 상기 임펄스 레이더 센서를 액티브상태로 전환시킬 수 있다.

바람직하게, 상기 임펄스 레이더 센서는, 임펄스 레이더 신호를 송신하는 송신부와, 상기 송신부에서 송신된 상기 임펄스 레이더 신호의 반사신호에 해당하는 상기 수신 임펄스신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 신체 장기의 임피던스 특성 및 레이더 신호에 대한 상기 신체 장기의 반사주파수 특성에 기반한 파형특성정보를 저장하는 메모리를 더 구비하되, 상기 제어기는 상기 수신부로 수신된 상기 수신 임펄스신호의 파형특성을 상기 메모리에 저장된 파형특성정보와 비교하여 상기 신체 장기 중 심장을 판별할 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 심장에서 반사된 상기 수신 임펄스신호를 일정 기간 누적하고, 상기 수신 임펄스신호의 누적정보를 사용하여 기준시간 동안에 상기 심장의 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수를 산출하고, 상기 산출된 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수로부터 상기 심장박동수를 산출할 수 있으며, 특히 상기 제어기는 상기 산출된 심장박동수가 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에, 상기 사용자의 위기상황으로 판정할 수 있다.

또한, 상기 출력부는 상기 제어기의 제어에 따라, 상기 수축 이완 정보와 상기 심장박동수를 포함하여 상기 사용자의 위기상황을 정보공유 대상으로 미리 등록된 적어도 하나의 사용자단말기로 무선 송출하는 통신모듈을 포함할 수 있으며, 상기 통신모듈은 상기 사용자의 위치정보를 상기 정보공유 대상에 해당하는 사용자단말기로 무선 송출할 수 있다.

바람직하게, 상기 임펄스 레이더 센서는 상기 헬멧 본체의 착용 기준으로, 상기 헬멧 본체의 좌측에 구비되어 임펄스 레이더 신호를 하방으로 송신할 수 있다.

본 발명에 따르면, 안전사고 예방을 위해 항시 착용이 의무화된 헬멧의 착용 여부를 감지하면서 동시에 헬멧 착용자의 장기 상태를 임펄스 레이더를 이용하여 실시간 감지함으로써, 작업장이나 군사작전지역의 환경적 요인에 상관없이 헬멧 착용자의 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 해준다. 그에 따라, 헬멧 착용자의 위기상황에 대한 신속하고 최적의 대처가 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위기상황 감지 헬멧의 구성을 도시한 블록다이어그램이고,
도 2는 본 발명의 위기상황 감지 헬멧 착용 예를 도시한 다이어그램이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위기상황 감지 헬멧의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위기상황 감지 헬멧의 구성을 도시한 블록다이어그램이고, 도 2는 본 발명의 위기상황 감지 헬멧 착용 예를 도시한 다이어그램이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 위기상황 감지 헬멧은 헬멧 본체(10)와 위기상황 감지모듈(100)로 구성된다. 도 1은 위기상황 감지 헬멧에서 위기상황 감지모듈(100)의 상세 구성을 도시한 것이다.

헬멧 본체(10)는 사용자가 착용하는 것으로 용도에 따라 작업용이나 군사용이나 스포츠나 레저용 등 다양한 형태가 적용될 수 있다.

위기상황 감지모듈(100)은 임펄스 레이더 센서(110)와 착용감지센서(120)와 제어기(130)와 출력부(140)와 메모리(150)로 구성된다.

위기상황 감지모듈(100)은 헬멧 본체(10)의 일측에 구비되는 것이다. 위기상황 감지모듈(100)이 헬멧 본체(10)의 어느 지점에 장착되느냐는 실제 임펄스 레이더 센서(110)의 장착 위치와 직접적인 관련이 있으므로, 임펄스 레이더 센서(110)가 헬멧 본체(10)의 일측에 구비되는 것으로 이해될 수 있다.

구체적으로, 임펄스 레이더 센서(110)는 헬멧 본체(10)의 착용 기준으로, 헬멧 본체(10)의 좌측에 구비될 수 있다. 임펄스 레이더 센서(110)가 헬멧 본체(10)의 좌측에 장착되는 것은 착용자의 심장의 상태를 감지하기 위한 최적의 위치이기 때문이다. 다른 예로, 본 발명의 위기상황 감지 헬멧이 허파나 간 등 다른 장기의 상태를 감지하는 경우라면 헬멧 본체(10)의 착용 기준으로 임펄스 레이더 센서(110)가 헬멧 본체(10)의 우측이나 전측 또는 후측에 구비될 수도 있다. 또다른 예로, 임펄스 레이더 센서(110)를 헬멧 본체(10)의 착용 기준으로 전후좌우측 중 복수의 위치에 구비할 수도 있다.

또한, 임펄스 레이더 센서(110)는 헬멧 본체(10)의 착용 기준으로 임펄스 레이더 신호를 하방으로 송신하게 구비된다. 여기서, 하방은 착용자의 두부에서 몸통을 지향하는 방향인 것이 바람직하다.

임펄스 레이더 센서(110)는 송신부와 수신부로 구성되며, 인액티브 상태와 액티브 상태 중 어느 하나로 동작한다.

송신부는 임펄스 레이더 신호를 송신한다.

수신부는 송신부에서 송신된 임펄스 레이더 신호의 반사신호에 해당하는 수신 임펄스신호를 수신한다.

착용감지센서(120)는 사용자에 의한 헬멧 본체(10)의 착용 여부를 감지한다.

제어기(130)는 착용감지센서(120)를 통해 감지된 결과에 기반하여 임펄스 레이더 센서(110)의 동작을 제어한다. 보다 상세하게, 제어기(130)는 착용감지센서(120)의 감지 결과로부터 사용자에 의해 헬멧 본체(10)를 착용한 것으로 판단되는 경우에, 임펄스 레이더 센서(110)를 액티브 상태로 전환시킨다. 착용감지센서(120)를 통해 사용자가 헬멧 본체(10)를 착용하지 않은 것으로 판단되면, 제어기(130)는 임펄스 레이더 센서(110)를 인액티브 상태로 전환시킨다.

임펄스 레이더 센서(110)는 착용감지센서(120)의 착용 여부 감지 결과에 따라 인액티브 상태와 액티브 상태 중 어느 하나로 동작하며, 사용자에 의해 헬멧 본체(10)를 착용하지 않은 경우에는 동작 대기 상태인 인액티브 상태가 된다.

제어기(130)는 임펄스 레이더 센서(110)로 수신된 수신 임펄스신호로부터 신체 장기의 상태 정보를 추출하고 산출한다.

일 예로, 제어기(130)는 임펄스 레이더 센서(110)로 수신된 수신 임펄스신호로부터 신체 장기의 수축 이완 정보를 추출하며, 특히 심장의 수축 이완 정보로부터 헬멧 본체(10)를 착용한 사용자의 심장박동수를 산출한다.

출력부(140)는 제어기(130)의 제어에 따라, 제어기(130)에서 추출한 신체 장기의 상태 정보와 신체 장기의 상태 정보로부터 판단되는 사용자의 위기상황을 출력한다. 여기서, 출력부(140)는 정보를 영상으로 출력하는 디스플레이 디바이스 또는 정보를 음성으로 출력하는 음성출력디바이스일 수 있다.

일 예로, 신체 장기 중에 수축 이완이 연속적으로 일어나는 장기는 심장과 허파이므로, 제어기(130)가 심장의 수축 이완 정보를 추출하고 그 정보로부터 심장박동수를 산출함에 따라, 출력부(140)는 심장의 수축 이완 정보 및 심장박동수, 그리고 심장박동수에 근거하여 판단되는 사용자의 위기상황을 출력할 수 있다.

메모리(150)는 여러 신체 장기의 임피던스 특성 및 레이더 신호에 대한 각 신체 장기의 반사주파수 특성에 기반한 파형특성정보를 저장한다.

메모리(150)의 저장 정보는 제어기(130)가 신체 장기를 판별하는 데 사용하는데, 즉 제어기(130)는 임펄스 레이더 센서(110)의 수신부로 수신된 수신 임펄스신호의 파형특성을 메모리(150)에 저장된 파형특성정보와 비교하여 신체 장기를 판별할 수 있다. 만약, 임펄스 레이더 센서(110)의 수신부로 수신된 수신 임펄스신호의 파형특성 메모리(150)에 저장된 심장의 파형특성과 일치하는 경우에, 해당하는 수신 임펄스신호를 심장으로부터 반사되어 수신되는 신호로 판정한다.

또한, 제어기(130)는 신체 장기 중 어느 하나에서 반사된 수신 임펄스신호를 일정 기간 누적하고, 그 수신 임펄스신호의 누적정보를 사용하여 기준시간 동안에 해당 신체 장기의 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수로부터 해당 장기의 박동수를 산출할 수 있다.

일 예로, 제어기(130)는 심장이나 허파에서 반사된 수신 임펄스신호를 일정 기간 누적하고, 그 수신 임펄스신호의 누적정보를 사용하여 심장이나 허파의 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수를 산출하고, 그 산출된 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수로부터 심장박동수나 허파의 호흡수를 산출할 수 있다.

또한, 제어기(130)는 산출된 신체 장기들의 박동수가 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에는 사용자가 위기상황임을 판정한다. 일 예로, 제어기(130)는 산출된 심장박동수나 허파의 호흡수가 미리 설정된 범위에 해당하면 사용자를 위기상황으로 판정할 수 있다.

추가 예로써, 출력부(140)는 통신모듈(141)을 구비한다.

통신모듈(141)은 제어기(130)의 제어에 따라, 수축 이완 정보와 심장박동수를 포함하여 사용자의 위기상황을 정보공유 대상으로 미리 등록된 적어도 하나의 사용자단말기로 무선 송출한다. 예를 들어, 같은 작업 현장에서 작업하는 타 작업자들의 이동통신단말기 또는 같은 부대원의 통신단말기를 정보공유대상으로 미리 등록한다. 그 등록정보는 메모리(150)에 저장하는 것이 바람직하다.

제어기(130)는 사용자가 위기상황임이 판단되는 경우에, 메모리(150)에 저장된 정보공유대상으로 신체 장기의 상태정보를 포함하는 현재 사용자의 위기상황을 무선으로 송출하도록 제어한다.

한편, 통신모듈(141)은 사용자의 위치정보를 정보공유 대상에 해당하는 사용자단말기로 무선 송출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 위기상황 감지 헬멧은 사용자의 위기상황과 그 사용자의 위치정보를 실시간으로 타인에게 신속히 알려줄 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 헬멧 본체
100: 위기상황 감지모듈
110: 임펄스 레이더 센서
120: 착용감지센서
130: 제어기
140: 출력부
141: 통신모듈
150: 메모리

Claims (9)

1. 헬멧 본체;
   상기 헬멧 본체의 일측에 구비되는 임펄스 레이더 센서;
   상기 임펄스 레이더 센서로 수신된 수신 임펄스신호로부터 신체 장기의 수축 이완 정보를 추출하여 상기 헬멧 본체를 착용한 사용자의 심장박동수를 산출하는 제어기; 그리고
   상기 제어기의 제어에 따라 상기 수축 이완 정보 및 상기 심장박동수, 그리고 상기 심장박동수에 근거하여 판단되는 상기 사용자의 위기상황을 출력하는 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 사용자에 의한 상기 헬멧 본체의 착용 여부를 감지하는 착용감지센서를 더 구비하되,
   상기 제어기는 상기 착용감지센서를 통해 상기 사용자에 의해 상기 헬멧 본체를 착용한 것으로 판단되는 경우에, 인액티브 상태의 상기 임펄스 레이더 센서를 액티브상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 임펄스 레이더 센서는,
   임펄스 레이더 신호를 송신하는 송신부와,
   상기 송신부에서 송신된 상기 임펄스 레이더 신호의 반사신호에 해당하는 상기 수신 임펄스신호를 수신하는 수신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 신체 장기의 임피던스 특성 및 레이더 신호에 대한 상기 신체 장기의 반사주파수 특성에 기반한 파형특성정보를 저장하는 메모리를 더 구비하되,
   상기 제어기는,
   상기 수신부로 수신된 상기 수신 임펄스신호의 파형특성을 상기 메모리에 저장된 파형특성정보와 비교하여 상기 신체 장기 중 심장을 판별하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 심장에서 반사된 상기 수신 임펄스신호를 일정 기간 누적하고, 상기 수신 임펄스신호의 누적정보를 사용하여 기준시간 동안에 상기 심장의 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수를 산출하고, 상기 산출된 수축과 이완에 따른 거리 차가 발생하는 횟수로부터 상기 심장박동수를 산출하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 산출된 심장박동수가 미리 설정된 범위에 해당하는 경우에, 상기 사용자의 위기상황으로 판정하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 출력부는,
   상기 제어기의 제어에 따라, 상기 수축 이완 정보와 상기 심장박동수를 포함하여 상기 사용자의 위기상황을 정보공유 대상으로 미리 등록된 적어도 하나의 사용자단말기로 무선 송출하는 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 통신모듈은,
   상기 사용자의 위치정보를 상기 정보공유 대상에 해당하는 사용자단말기로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 임펄스 레이더 센서는,
   상기 헬멧 본체의 착용 기준으로, 상기 헬멧 본체의 좌측에 구비되어 임펄스 레이더 신호를 하방으로 송신하는 것을 특징으로 하는 위기상황 감지 헬멧.

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