KR20190083067A - 낙상 방지용 침대 - Google Patents

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KR20190083067A
KR20190083067A KR1020180000583A KR20180000583A KR20190083067A KR 20190083067 A KR20190083067 A KR 20190083067A KR 1020180000583 A KR1020180000583 A KR 1020180000583A KR 20180000583 A KR20180000583 A KR 20180000583A KR 20190083067 A KR20190083067 A KR 20190083067A
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송명숙
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부산가톨릭대학교 산학협력단
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Abstract

낙상 방지용 침대는, 사용자를 직접적으로 지지하는 매트; 상기 매트를 지지하는 침대프레임; 및 상기 침대프레임의 일측에 결합되되 상기 침대프레임의 외곽을 기준으로 상측으로 연장되어, 상기 사용자가 상기 매트를 이탈하는 것을 방지하는 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 침대프레임의 상기 일측을 따라 반복적으로 배열되어 상기 침대프레임의 상기 일측에 진공 흡착되는 흡착판들을 포함한다.

Description

낙상 방지용 침대{BED FOR PREVENTING FALL}
본 발명은 낙상 방지용 침대에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 노약자들이 침대에서 떨어지는 낙상 사고를 방지 또는 예방할 수 있는 낙상 방지용 침대에 관한 것이다.
인구의 노령화 현상이 심해짐에 따라 노인의 건강문제가 중요시 되면서 특히 노인 낙상은 보건의료문제로 대두되고 있다.
낙상의 대처 방법으로는 규칙적인 운동, 정기적인 건강검진과 안전한 생활환경 등 예방이 가장 중요하지만 만약 낙상이 발생 했다면 무엇보다도 이를 감지하기 위한 신속한 후속 조치를 통해 2차 사고의 위험 줄여야 한다. 그러기 위해서는 일상적인 행위와 낙상을 정확히 구별해 데이터를 전송하여 간호사가 실시간으로 환자를 관리하여 효율성을 높일 필요가 있다.
가속도계와 자이로스코프로 구성된 장치를 신체에 부착하고 언제든지 낙상을 감지 할 수 있는 형태의 개발 시스템이 많이 진행 되고 있다. 하지만 가슴과 허벅지, 허리 등 신체 일부에 센서 노드를 부착하고 생활하는 데는 많은 불편함이 있다.
한국등록특허 제1,250,423호(2013.04.19.공고) "환자 낙상 보호용 침대 및 관리 시스템" 한국등록특허 제1,317,245호(2013.10.15.공고) "낙상방지를 위한 의료용 침대"
본 발명의 일 목적은 노약자의 낙상사고를 방지할 수 있는 낙상 방지용 침대를 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대는, 사용자를 직접적으로 지지하는 매트; 상기 매트를 지지하는 침대프레임; 및 상기 침대프레임의 일측에 결합되되 상기 침대프레임의 외곽을 기준으로 상측으로 연장되어, 상기 사용자가 상기 매트를 이탈하는 것을 방지하는 가이드 부재를 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 침대프레임의 상기 일측을 따라 반복적으로 배열되어 상기 침대프레임의 상기 일측에 진공 흡착되는 흡착판들을 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 낙상 방지용 침대는, 상기 침대프레임으로부터 상측으로 연장되는 지지대 상에 설치되어 상기 사용자를 모니터링하는 모니터링 장치를 더 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 모니터링 장치는, 상기 매트 및 상기 사용자를 포함하는 영상을 생성하는 촬영부; 상기 영상으로부터 상기 사용자의 얼굴 영역, 적어도 하나의 얼굴 요소 및 몸통 영역을 검출하고, 상기 얼굴 영역 내 상기 적어도 하나의 얼굴 요소의 위치 및 상기 얼굴 영역의 형상에 기초하여 상기 사용자의 안면이 향하는 제1 방향을 산출하며, 상기 몸통 영역의 형상에 기초하여 상기 사용자의 가슴이 향하는 제2 방향을 산출하는 분석부; 및 상기 제1 및 제2 방향들간의 방향 차이, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 기초하여 상기 사용자의 자세를 판단하는 판단부를 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 얼굴 요소는 눈, 코, 입 및 귀를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 낙상 방지용 침대는, 상기 매트 상에 상기 사용자의 어깨에 대응하여 배치되고, 압력에 의해 턴온되는 제1 압력 패드; 상기 매트 상에 상기 사용자의 엉덩이에 대응하여 배치되고, 압력에 의해 턴온되는 제2 압력 패드; 및 상기 제1 압력 패드의 턴온 상태 및 상기 제2 압력 패드의 턴온 상태에 기초하여 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하는 제어부를 더 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제어부는, 상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 하나가 턴오프되는 경우, 타이머를 동작시키되, 상기 타이머가 동작한 후 제1 시간 이내에 상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 다른 하나가 턴오프되는 경우, 상기 사용자가 낙상한 것으로 판단하고, 상기 타이머가 동작한 후 제1 시간 이후에 상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 다른 하나가 턴오프되는 경우, 상기 사용자가 침대를 이탈한 것으로 판단 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대는, 가이드 부재를 이용하여 사용자가 침대로부터 낙상하는 사고가 발생하는 것을 방지 또는 예방하되, 가이드 부재는 알루미늄 재질로 구성됨으로써 경량화가 가능하고, 흡착판들을 통해 침대프레임에 결합됨으로써, 가이드 부재의 탈부착이 용이할 수 있다.
또한, 낙상 방지용 침대는 촬영부에서 획득한 영상에서 얼굴 영역, 얼굴 요소를 검출하여 사용자의 자세를 판단하되, 얼굴 영역의 형상, 얼굴 영역 내 얼굴 요소의 위치, 사용자의 몸통 영역의 형상(예를 들어, 얼굴의 제1 폭 대비 몸의 제2 폭의 비율)에 기초하여 사용자의 자세를 보다 정확하게 판단함으로써, 사용자의 위험 상황(예를 들어, 낙상 발생 가능한 상황) 등을 보다 정확하게 판단하여 보호자 등에게 즉각적으로 전파 하고, 사용자의 자세 교정 등을 위한 보호자의 조치를 유도할 수 있다.
나아가, 상기 낙상 방지용 침대는 사용자의 어깨 및 엉덩이(또는, 골반)에 대응하여 매트 상에 배치되는 제1 및 제2 압력 패드들의 상태들에 기초하여 사용자의 낙상 여부를 판단하고, 이를 전파함으로써, 사용자의 낙상 사고 발생 등에 보다 신속하게 대응할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대를 나타내는 도면이다.
도 1b는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 낙상 방지용 침대에 포함된 제어부에서 사용하는 데이터의 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 낙상 방지용 침대에서 사용자의 낙상 여부를 판단하는 방법의 일 예를 나태는 순서도이다.
도 5는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5이 낙상 방지용 침대에 포함되는 모니터링 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 5의 낙상 방지용 침대에서 사용자의 자세를 판단하는 구성을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1a는 본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 낙상 방지용 침대(100)는 침대프레임(110)(또는, 프레임), 매트(120)(또는, 매트릭스) 및 가이드 부재(130)를 포함할 수 있다.
매트(110)는 낙상 방지용 침대(100)를 이용하는 사용자를 직접적으로 지지하며, 예를 들어, 직육면체 형상을 가지는 일반적인 매트릭스로 구현될 수 있다.
침대프레임(120)는 매트(110)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 침대프레임(120)은 매트(110)와 실질적으로 동일하거나, 매트(110)에 대응하는 크기 및 형상을 가지고, 매트(110)를 지지할 수 있다.
가이드 부재(130)는 침대프레임(120)의 일측에 결합되되, 침대프레임(120)의 외곽을 기준으로 상측으로 연장될 수 있다. 가이드 부재(130)는 사용자가 상기 매트를 이탈하는 것, 또는 상기 매트로부터 바닥으로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
가이드 부재(130)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 판 현상을 가지되, 제1 방향(D1)으로 특정 길이를 가지며, 제3 방향(D3)으로 연장될 수 있다. 가이드 부재(130)는 제2 방향(D2) 및 제2 방향(D2)의 반대 방향, 즉, 침대프레임(120)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 부재(130)는 알루미늄으로 구성될 수 있다. 이 경우, 가이드 부재(130)의 경량화가 가능하고, 가이드 부재(130)의 탈부착, 이동 등이 용이할 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 부재(130)는 침대프레임(120)의 일측을 따라 반복적으로 배열되어 침대프레임(120)의 일측에 진공 흡착되는 흡착판들(131)을 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 흡착판들(131)은 침대프레임(120)의 일측에 대응하여, 가이드 부재(130)의 하측에 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열될 수 있다.
흡착판들(131)에 의해 가이드 부재(130) 및 침대프레임(120) 간의 결합이 상대적으로 약할 수 있으나, 침대프레임(120)에 대한 가이드 부재(130)의 탈부착이 용이할 수 있으며, 또한, 가이드 부재(130)의 상측에 힘이 가해지는 경우, 흡착판들(131)을 기준으로 가이드 부재(130)가 회동하면서(예를 들어, 제3 방향(D3)에서 제1 방향(D1)으로 회동하면서) 사용자의 낙상시 충격을 완화할 수 있는 구조를 만들 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 부재(130)는 침대프레임(120)에 나사 결합될 수 있다. 예를 들어, 별도의 나사 결합 부재들은 가이드 부재(130)에 형성된 홀들(예를 들어, 도 1b의 흡착판들(131)의 위치에 대응하여 형성되는 홀들)을 관통하여, 침대프레임(120)의 일측에 형성된 홈들에 삽입 및 나사 결합될 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대(100)는 가이드 부재(130)를 이용하여 사용자가 침대로부터 낙상하는 사고가 발생하는 것을 방지 또는 예방할 수 있다. 또한, 가이드 부재(130)는 알루미늄 재질로 구성됨으로써 경량화가 가능하고, 흡착판들(131)을 통해 침대프레임(110)에 결합됨으로써, 가이드 부재(130)의 탈부착이 용이할 수 있다.
도 2는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 다른 일 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 낙상 방지용 침대에 포함된 제어부에서 사용하는 데이터의 구조의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2의 낙상 방지용 침대에서 사용자의 낙상 여부를 판단하는 방법의 일 예를 나태는 순서도이다.
도 1a 및 도 2를 참조하면, 낙상 방지용 침대(200)는 침대프레임(110), 매트(120), 가이드 부재(130), 압력 패드들(211, 212), 가드 센서(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 침대프레임(110), 매트(120) 및 가이드 부재(130)는 도 1a를 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
제1 압력 패드(211)는 매트(120) 상에 사용자의 어깨에 대응하여 배치될 수 있다. 제1 압력 패드(211)는 압력 분포를 측정하는 압력 패널로 구현되거나, 압력에 의해 턴온되거나 접점 신호를 출력하는 압력 스위치(또는, 반복적으로 배열되는 복수의 압력 스위치들)로 구현될 수 있다.
제2 압력 패드(212)는, 제1 압력 패드(211)와 유사하게, 매트(120) 상에 사용자의 엉덩이(또는, 골반)에 대응하여 배치될 수 있다.
제1 및 제2 압력 패드들(211, 212)은 낙상 방지용 침대(100)의 제조 비용 상 압력에 의해 턴온되는 스위치로 구현되는 것이 바람직하다.
가드 센서(220)는 침대프레임(120)의 일측에, 가이드 부재(130)와의 사이에 배치되어 가이드 부재(130)와 침대프레임(120) 간의 결합 상태를 출력할 수 있다. 예를 들어, 가드 센서(220)는 가이드 부재(130) 및 침대프레임(120)이 상호 결합된 경우 턴온되며, 가이드 부재(130)가 침대프레임(120)으로부터 이탈/제거된 경우 턴오프될 수 있다.
제어부(230)는 제1 압력 패드(211)의 턴온 상태(또는, 턴오프 상태) 및 제2 압력 패드(212)의 턴온 상태(또는, 턴오프 상태)에 기초하여 사용자의 낙상 여부를 판단할 수 있다.
스위치로 구현되는 압력 패드들(211, 212)의 특성상 짧은 시간에 턴온/턴오프 반복으로 인한 채터링 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 취침 시에 뒤척임 및 인위적인 침대 이탈 시에 불필요한 데이터가 많이 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(230)는 타이머(또는, 내부 타이머)를 이용하여 임의로 설정된 시간 이외에는 불필요한 데이터 발생 자체를 방지 할 수 있다.
한편, 사용자가 앉아 있는 상태에서 일어나는데 까지 걸리는 평균 시간이 약 2초이며, 사용자가 낙상시에는 어깨와 엉덩이가 거의 동시에 침대로부터 떨어질 수 있다.
따라서, 제어부(230)는 사용자의 어깨와 엉덩이에 대응하여 배치되는 제1 및 제2 압력 패드들(211, 212)이 턴온된 상태에서(S310), 제1 및 제2 압력 패드들(211, 212) 중 하나라도 턴오프시(S320) 타이머를 동작시키고(S330), 이후 설정된 시간(또는, 제1 시간, 예를 들어, 3초) 이내에 다른 압력 패드가 턴오프되면 사용자가 낙상한 것으로 판단할 수 있다(S340 내지 S360). 이와 달리, 설정된 시간 이후에(또는, 설정된 시간을 초과하여) 다른 압력 패드가 턴오프되면, 사용자의 인위적인 움직임으로 판단하고(즉, 낙상은 발생하지 않은 것으로 판단하고), 타이머를 초기화 할 수 있다(S370).
한편, 제어부(230)의 판단 결과(예를 들어, 사용자의 낙상 여부)는 유무선 네트워크를 통해 보호자 단말(또는, 관리자 단말)에 전송될 수 있다. 이 경우, 보호자 단말을 이용하는 보호자는 전송되는 데이터에 기초하여 사용자의 낙상 등에 신속하게 파악 및 대처할 수 있다.
도 4를 참조하면, 낙상 방지용 침대(200)에서 외부로 송신되는 데이터(DATA1)는 사용자 식별자(ID), 가드 상태, 압력 패드 상태 및 사용자 상태를 포함할 수 있다. 여기서, 가드 상태는 가이드 부재(130)의 상태를 나타내며, 예를 들어, 가이드 부재(130)가 침대프레임(120)에 결합된 상태인 경우, 가드 상태의 값은 1이고, 가이드 부재(130)가 침대프레임(120)으로부터 이탈/제거된 경우, 가드 상태의 값은 0일 수 있다. 압력 패드 상태는 제1 압력 패드(211)의 상태 및 제2 압력 패드(212)의 상태를 순차적으로 나타내며, 예를 들어, 제1 및 제2 압력 패드(211, 212)가 턴온된 경우, 압력 패드 상태의 값은 "11"이고, 제1 압력 패드(211)는 턴온되고 제2 압력 패드(212)가 턴오프된 경우, 압력 패드 상태의 값은 "10"이며, 제1 및 제2 압력 패드(211, 212)가 턴오프된 경우, 압력 패드 상태의 값은 "00"일 수 있다. 한편, 사용자 상태는 정상 상태, 위험 상태(예를 들어, 낙상 사고 발생이 예상되는 상태), 낙상 상태 등을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 낙상 방지용 침대(200)는 사용자의 어깨 및 엉덩이(또는, 골반)에 대응하여 매트(120) 상에 배치되는 제1 및 제2 압력 패드들(211, 212)의 상태들에 기초하여 사용자의 낙상 여부를 판단하고, 이를 전파함으로써, 사용자의 낙상 사고 발생 등에 보다 신속하게 대응할 수 있다.
도 5는 도 1a의 낙상 방지용 침대의 다른 일 예를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5이 낙상 방지용 침대에 포함되는 모니터링 장치의 일 예를 나타내는 블록도이며, 도 7a 내지 도 7c는 도 5의 낙상 방지용 침대에서 사용자의 자세를 판단하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 1a, 도 5 내지 도 6c를 참조하면, 낙상 방지용 침대(500)는 침대프레임(110), 매트(120), 가이드 부재(130), 모니터링 장치(540)를 포함할 수 있다. 여기서, 침대프레임(110), 매트(120) 및 가이드 부재(130)는 도 1a를 참조하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
모니터링 장치(540)는 침대프레임(110)으로부터 상측(또는, 제3 방향(D3))으로 연장되는 지지대 상에 설치되어 사용자를 모니터링 할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 장치(540)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 침대프레임(110)의 제1 방향(D1)의 상단부에 배치될 수 있다. 모니터링 장치(540)의 무게, 모니터링 장치(540)의 추락에 의한 사고 발생 위험 등을 고려하여, 모니터링 장치(540)는 침대프레임(110)의 일측에 배치되는 것이 바람직하다.
실시예들에서, 모니터링 장치(230)는, 촬영부, 분석부 및 판단부를 포함할 수 있다.
촬영부(610)는 매트(120) 및 상기 사용자를 포함하는 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(610)는 일반적인 카메라 또는 비전 센서로 구현되고, 칼라 영상 또는 흑백 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 촬영부(610)는 적외선 카메라(infrared camera)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(610)는 근적외선 광원과 II(image intensifier)를 사용하는 일체형 적외선 카메라로 구현될 수 있다. 이 경우, 모니터링 장치(540)는 야간에도 사용자의 상태를 정확하게 모니터링 할 수 있다.
분석부(620)는 촬영부(610)에서 획득한 영상으로부터 사용자의 얼굴 영역, 적어도 하나의 얼굴 요소 및 몸통 영역을 검출하고, 얼굴 영역 내 적어도 하나의 얼굴 요소의 위치 및 얼굴 영역의 형상에 기초하여 사용자의 안면이 향하는 제1 방향을 산출하며, 몸통 영역의 형상에 기초하여 사용자의 가슴이 향하는 제2 방향을 산출 할 수 있다. 여기서, 얼굴 요소는 눈, 코, 입 및 귀를 포함할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 분석부(620)는 일반적인 얼굴 검출 알고리즘을 이용하여 사용자의 얼굴 영역 및 얼굴 요소를 검출할 수 있다. 예를 들어, 분석부(620)는 제1 영상(IMAGE1)에 대해 전처리를 수행하고, 전처리는 제1 영상(IMAGE1)에 포함된 노이즈 성분의 제거와, 광 보정을 포함할 수 있다.
이후, 분석부(620)는 전처리된 영상을 흑백 영상으로 변환하며, 흑백 영상에 에지 검출 알고리즘을 적용하여 에지를 검출할 수 있다. 검출된 에지는 사용자의 얼굴, 몸 및 손발 등을 포함할 수 있다. 이후, 분석부(620)는 검출된 에지와 기 설정된 기준 얼굴 형상을 비교하여 얼굴 영역을 추출할 수 있다. 예를 들어, 기준 얼굴 형상은 얼굴에 관한 기준 형상으로, 원 형상 또는 타원 형상을 가지고, 촬영부(610)의 일반적인 설치 위치, 사용자(또는, 사용자의 머리)가 놓이는 위치, 사용자의 머리 크기(또는 최소 크기 및 최대 크기) 등에 기초하여 기 설정되며, 기준 얼굴 형상은 복수의 기준 형상들을 포함할 수 있다.
이후, 분석부(620)는 도 7b에 도시된 요소 필터들을 이용하여 얼굴 영역 내 얼굴 요소를 추출할 수 있다. 도 7b에 도시된 요소 필터들은 Haar-like feature라는 공지된 얼굴 검출 기술에 이용되는 필터들을 나타내고, 예를 들어, 제1 필터들은 눈썹을 검출하는데 이용되는 요소 필터이고, 제2 필터들은 코를 검출하는데 이용되는 요소 필터이며, 제3 필터는 눈을 검출하는 이용되는 요소 필터일 수 있다.
따라서, 분석부(620)는 제1 영상(IMAGE1)으로부터 얼굴 영역(A_H) 및 제1 내지 제3 얼굴 요소들(C_H1, C_H2, C_H3)을 검출할 수 있다.
한편, 판단부(630)는 사용자의 안면이 향하는 제1 방향 및 사용자의 상체가 향하는 제2 방향간의 방향 차이, 제1 방향 및 제2 방향에 기초하여 상기 사용자의 자세를 판단 할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 촬영부(610)에서 생성된 제2 영상(IMAGE2)이 도시되어 있다. 분석부(620)는 도 7a를 참조하여 설명한 얼굴 영역(A_H) 및 적어도 하나의 얼굴 요소(예를 들어, 눈, 코, 입, 귀)를 검출 할 수 있다.
분석부(620)는 얼굴 영역(A_H) 내 적어도 하나의 얼굴 요소가 배치된 위치에 기초하여 사용자의 안면의 제1 방향(D_R1)을 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 도시된 바와 같이, 하나의 눈, 코, 입이 검출되고, 얼굴 영역(A_H)에서 눈, 코, 입의 위치에 기초하여 분석부(321)는 사용자의 제1 방향(D_R1)(예를 들어, 제4 방향(D4)으로 60도만큼 회전된 방향)을 산출할 수 있다.
또한, 분석부(620)는 얼굴 영역(A_H)의 형상에 기초하여 사용자의 제1 방향(D_R1)을 산출할 수 있다. 예를 들어, 분석부(321)는 얼굴 영역(A_H)(또는, 얼굴 영역(A_H)의 부분 영상)만을 추출하고, 얼굴 영역(A_H)의 형상 자체(예를 들어, 타원형이 기울어진 정도)에 기초하여 얼굴의 기울어진 정도를 산출할 수 있다. 이후, 분석부(620)는 얼굴 영역(A_H)의 제1 폭(H_W1)과 제1 높이(H_H2)를 산출하며, 제1 폭(H_W1)과 제1 높이(H_H2)의 비율에 기초하여 사용자의 제1 방향(D_R1)을 결정할 수 있다.
한편, 분석부(620)는, 얼굴 영역(A_H1)을 검출하는 구성 및 사용자의 제1 방향(D_R1)(또는, 사용자의 안면이 향하는 방향)을 검출하는 구성과 유사하게, 사용자의 몸을 검출하고 사용자의 가슴이 향하는 제2 방향(D_R2)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 분석부(620)는 제2 영상(IMGAE2)으로부터 검출된 에지(즉, 에지 검출 알고리즘을 통해 검출된 에지)와 기 설정된 기준 몸통 형상과 비교하여 사용자의 몸통 영역을 추출하며, 몸통 영역의 형상에 기초하여 사용자의 가슴이 향하는 제2 방향(D_R2)을 산출할 수 있다. 이 경우, 판단부(630)는, 사용자의 제1 및 제2 방향들(D_R1, D_R2)간의 방향 차이, 사용자의 제1 방향(D_R1) 및 제2 방향(D_R2)에 기초하여 사용자의 자세를 판단할 수 있다.
예를 들어, 분석부(620)는 기 설정된 기준 몸통 형상(또는, 몸의 기준 형상)과, 팔과 다리가 연결되는 구성에 기초하여 몸통 영역을 추출하며, 몸통 영역의 제2 폭(W2)을 산출할 수 있다. 이 경우, 판단부(630)는 제2 폭(W2)과 제1 폭(H_W1)의 비율에 기초하여 사용자의 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제1 폭(H_W1)에 대한 제2 폭(W2)의 비율이 기준 비율을 초과하는 경우, 판단부(630)는 사용자가 반듯이 누운 것으로 판단하고, 다른 예를 들어, 제1 폭(H_W1)에 대한 제2 폭(W2)이 기준 비율보다 작은 경우, 판단부(630)는 사용자가 옆으로 누운 것으로 판단할 수 있다.
사용자의 뒤척임에 의해 사용자는 침대의 가장자리에서 침대의 중앙을 바라보면 누운 자세를 취할 수 있다. 여기서, 사용자가 정 자세를 취하는 경우 사용자는 침대로부터 떨어질 수 있으므로, 판단부(630)는 사용자의 자세 교정이 필요한 것으로 판단하여, 도 4를 참조하여 설명한, 위험 상태를 포함하는 데이터를 보호자 단말, 관리자 단말 등에 전송할 수 있다.
한편, 판단부(630)는, 사용자의 제1 및 제2 방향들(D_R1, D_R2)간의 방향 차이, 사용자의 제1 방향(D_R1) 및 제2 방향(D_R2)에 기초하여 사용자의 자세를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 제1 방향(D_R1)에 따라 사용자의 안면이 정면을 향하더라도(즉, 사용자가 정면을 바라보고 있더라도), 사용자의 제2 방향(D_R2)에 따라 사용자가 옆으로 누운 것으로 확인되는 경우, 판단부(322)는 보호자로 하여금 사용자의 자세를 교정할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 판단부(630)는 별도의 통신부를 통해 보호자에게 상기 판단 결과를 즉각적으로 제공할 수 있다.
다른 예를 들어, 사용자의 제1 방향(D_R1)에 따라 사용자의 얼굴이 측면을 향하더라도(즉, 사용자가 측면을 바라보고 있더라도), 사용자의 제2 방향(D_R2)에 따라 사용자가 반듯이 누운 것으로 확인되며, 사용자의 신체 구조상 사용자의 제1 및 제2 방향들(D_R1, D_R2)의 차이가 기준 차이(예를 들어, 90도)를 초과할 수 없는 경우, 판단부(630)는 보호자로 하여금 사용자의 자세를 교정할 필요가 없는 것으로 판단할 수 있다. 다만, 사용자의 머리 부분만 측면으로 돌아가므로, 머리만의 회전에 의해 사용자의 목에 무리가 가는 것을 방지하기 위하여, 판단부(630)는 추후에, 또는, 별도의 위급 상황을 나타내는 알람 없이, 상기 판단 결과를 보호자에게 제공할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 사용자의 제1 방향(D_R1) 및 제2 방향(D_R2)에 따라 사용자가 옆으로 누워 측면을 바라보고 있는 것으로 확인되는 경우, 판단부(630)는 보호자로 하여금 사용자의 자세를 교정할 필요가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 판단부(630)는 통신부를 통해 보호자에게 상기 판단 결과를 즉각적으로 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 7c를 참조하여 설명한 바와 같이, 모니터링 장치(540)는 촬영부(610)에서 획득한 영상에서 얼굴 영역, 얼굴 요소를 검출하여 사용자의 자세를 판단하되, 얼굴 영역의 형상, 얼굴 영역 내 얼굴 요소의 위치, 사용자의 몸통 영역의 형상(예를 들어, 얼굴의 제1 폭 대비 몸의 제2 폭의 비율)에 기초하여 사용자의 자세를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 모니터링 장치(540)는 사용자의 위험 상황(예를 들어, 낙상 발생 가능한 상황) 등을 보다 정확하게 판단하여 보호자 등에게 즉각적으로 전파 하고, 사용자의 자세 교정 등을 위한 보호자의 조치를 유도할 수 있다.
본 발명은 침대, 낙상 방지 시스템 등에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
100: 낙상 방지용 침대
110: 침대프레임
120: 매트
130: 가이드 부재
131: 흡착판들
200: 낙상 방지용 침대
211, 212: 제1 및 제2 압력 패드들
220: 가드 센서
230: 제어부
500: 낙상 방지용 침대
540: 모니터링 장치
610: 촬영부
620: 분석부
630: 판단부

Claims (4)

  1. 사용자를 직접적으로 지지하는 매트;
    상기 매트를 지지하는 침대프레임; 및
    상기 침대프레임의 일측에 결합되되 상기 침대프레임의 외곽을 기준으로 상측으로 연장되어, 상기 사용자가 상기 매트를 이탈하는 것을 방지하는 가이드 부재를 포함하고,
    상기 가이드 부재는 상기 침대프레임의 상기 일측을 따라 반복적으로 배열되어 상기 침대프레임의 상기 일측에 진공 흡착되는 흡착판들을 포함하는 낙상 방지용 침대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 침대프레임으로부터 상측으로 연장되는 지지대 상에 설치되어 상기 사용자를 모니터링하는 모니터링 장치를 더 포함하고,
    상기 모니터링 장치는,
    상기 매트 및 상기 사용자를 포함하는 영상을 생성하는 촬영부;
    상기 영상으로부터 상기 사용자의 얼굴 영역, 적어도 하나의 얼굴 요소 및 몸통 영역을 검출하고, 상기 얼굴 영역 내 상기 적어도 하나의 얼굴 요소의 위치 및 상기 얼굴 영역의 형상에 기초하여 상기 사용자의 안면이 향하는 제1 방향을 산출하며, 상기 몸통 영역의 형상에 기초하여 상기 사용자의 가슴이 향하는 제2 방향을 산출하는 분석부; 및
    상기 제1 및 제2 방향들간의 방향 차이, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 기초하여 상기 사용자의 자세를 판단하는 판단부를 포함하며,
    상기 얼굴 요소는 눈, 코, 입 및 귀를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙상 방지용 침대.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 매트 상에 상기 사용자의 어깨에 대응하여 배치되고, 압력에 의해 턴온되는 제1 압력 패드;
    상기 매트 상에 상기 사용자의 엉덩이에 대응하여 배치되고, 압력에 의해 턴온되는 제2 압력 패드; 및
    상기 제1 압력 패드의 턴온 상태 및 상기 제2 압력 패드의 턴온 상태에 기초하여 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙상 방지용 침대.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 하나가 턴오프되는 경우, 타이머를 동작시키되,
    상기 타이머가 동작한 후 제1 시간 이내에 상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 다른 하나가 턴오프되는 경우, 상기 사용자가 낙상한 것으로 판단하고,
    상기 타이머가 동작한 후 제1 시간 이후에 상기 제1 압력 패드 및 상기 제2 압력 패드 중 다른 하나가 턴오프되는 경우, 상기 사용자가 침대를 이탈한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 낙상 방지용 침대.
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