KR20190104704A - a terminal for detecting fall - Google Patents

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KR20190104704A
KR20190104704A KR1020180025121A KR20180025121A KR20190104704A KR 20190104704 A KR20190104704 A KR 20190104704A KR 1020180025121 A KR1020180025121 A KR 1020180025121A KR 20180025121 A KR20180025121 A KR 20180025121A KR 20190104704 A KR20190104704 A KR 20190104704A
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KR
South Korea
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fall
algorithm
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determining whether
fall detector
Prior art date
Application number
KR1020180025121A
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Korean (ko)
Inventor
김기선
샤자드 아산
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광주과학기술원
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Abstract

Disclosed is a terminal for detecting falling to determine whether a user gets hurt from a fall. According to one embodiment of the present invention, the terminal for detecting falling comprises: a sensor unit receiving an acceleration signal for determining a falling accident; and a control unit determining a falling event by applying a first algorithm related to a rule-based approach and a second algorithm related to a pattern recognition method to the acceleration signal received from the sensor unit.

Description

낙상 검출을 위한 단말기{a terminal for detecting fall}Terminal for detecting fall

본 발명은 낙상 검출을 위한 단말기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 낙상 검출을 위한 애플리케이션을 포함하는 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal for detecting a fall. More particularly, the present invention relates to a terminal including an application for falling detection.

기하급수적으로 증가하는 낙상은 전 세계적으로 증가하는 고령 인구에서 신체적, 정신적, 경제적 문제를 야기하는 주요 요인으로 인식된다. 세계보건기구 통계에 따르면 64세 이상의 노년층의 28% ~ 35%가 매년 낙상을 겪고 있으며, 70세 이상 노인의 경우, 그 비율이 32% ~ 42%로 높아짐을 알 수 있다. 이러한 낙상은 고관절 및 손목 골정의 90%, 머리 부상의 60%를 차지한다. 이러한 부상 외에도, 낙상으로 인해 장기간 누워있게 되는 상황은 탈수증, 저체온증 및 사망과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있다.Exponentially falling falls are recognized as the leading cause of physical, mental and economic problems in the growing elderly population worldwide. According to the WHO statistics, 28% to 35% of senior citizens over the age of 64 suffer from falls each year, and the percentage increases from 32% to 42% for people over 70 years old. These falls account for 90% of hip and wrist fractures and 60% of head injuries. In addition to these injuries, long-term lying down from falls can have serious consequences such as dehydration, hypothermia and death.

더욱이 노인들의 잦은 낙상은 낙상에 대한 두려움을 야기할 수 있으며, 이는 독립적이고, 사회적으로 활발한 생활을 영위하는 것에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 따라서, 낙상시 긴 시간동안 누워있음으로 인해 야기되는 심각한 건강 합병증을 최소화 하기 위한 즉각적인 지원이 필요하며, 이를 위해 자동화되고 신뢰할 수 있는 신속한 낙상 감지 시스템의 개발이 필수적이다.Moreover, frequent falls in older people can cause fear of falling, which can adversely affect living an independent and socially active life. Therefore, there is a need for immediate support to minimize the serious health complications caused by lying down for a long time during falls, and the development of an automated and reliable rapid fall detection system is essential.

종래에 낙상을 인지하기 위해 3축 가속기를 사용하는 알고리즘이 있다. 이는 일상의 거동에서 자연스러운 걸음에 따라 발생하는 몸의 움직임은 신체의 X,Y,Z 3축의 가속도 값으로 표현될 수 있으며, 가속도 신호의 관찰과 분석을 통하여 낙상과 같은 비이상적인 신체 움직임을 파악할 수 있다는 아이디어에서 시작한다.There is conventionally an algorithm that uses a three-axis accelerator to recognize a fall. This means that the movement of the body caused by natural walking in daily behavior can be expressed as the acceleration values of the X, Y, and Z axis of the body. Through observation and analysis of the acceleration signal, it is possible to identify the ideal body movement such as a fall. Start with the idea that it is.

하지만, 종래의 방법은 일반적인 낙상 관련 신호 검출에 관한 일반적 방법 및 통보 기능만을 설명하고 있을 뿐, 구체적인 낙상 구분 값이나, 성능 정확도 확보에 관한 구체적인 방법론이 부족하여 낙상 검출 성능, 허위 낙상 신호 구분 성능 및 사용성 관점에서 문제가 있다.However, the conventional method only describes the general method and notification function related to general fall-related signal detection, and lacks a specific fall classification value or a specific methodology for securing performance accuracy. There is a problem in terms of usability.

대한민국등록특허공보 1009884590000Republic of Korea Patent Publication 1009884590000

S. Abbate, M. Avvenuti, F. Bonatesta, G. Cola, P. Corsini, and A. Vecchio,"A smartphone-based fall detection system," Pervasive and Mobile Computing, vol. 8, no. 6, pp. 883??899, 2012.S. Abbate, M. Avvenuti, F. Bonatesta, G. Cola, P. Corsini, and A. Vecchio, "A smartphone-based fall detection system," Pervasive and Mobile Computing, vol. 8, no. 6, pp. 883 ?? 899, 2012. H. Kerdegari, S. Mokaram, K. Samsudin, and A. R. Ramli, "A pervasive neural network based fall detection system on smart phone," Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, vol. 7, no. 2, pp. 221??230, 2015.H. Kerdegari, S. Mokaram, K. Samsudin, and A. R. Ramli, "A pervasive neural network based fall detection system on smart phone," Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, vol. 7, no. 2, pp. 221 ?? 230, 2015.

가속 센서를 통해 입력되는 가속 신호에서 실제 낙하 이벤트를 정확하고 신속하게 판단하는 검출기를 제안한다.We propose a detector that accurately and quickly determines the actual fall event from the acceleration signal input through the acceleration sensor.

본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기는 낙상 이벤트 판단을 위한 가속 신호를 수신하는 센서부 및 상기 센서부로부터 입력 받은 가속 신호에 룰 기반 접근법에 관한 제1 알고리즘 및 패턴 인식 방법에 관한 제2 알고리즘을 적용하여 낙상 이벤트를 판단하는 제어부를 포함한다.The fall detector according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit for receiving an acceleration signal for determining a fall event and a first algorithm for a rule-based approach to an acceleration signal received from the sensor unit, and a second algorithm for a pattern recognition method. It includes a control unit for determining the fall event by applying.

본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기는 가속 센서를 통해 입력되는 가속 신호에서 실제 낙하 이벤트를 정확하고 신속하게 판단할 수 있다.The fall detector according to an exemplary embodiment may accurately and quickly determine the actual fall event from the acceleration signal input through the acceleration sensor.

도 1은 낙상 검출 및 긴급 경보 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기를 위한 애플리케이션의 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명과 관련된 낙상 검출기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 제어부(180)가 수신하는 가속도 센싱 크기를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 알고리즘을 통한 낙상 이벤트 검출 결과와 기존의 방법을 비교한 것을 나타낸다.
1 schematically illustrates a fall detection and emergency alert system.
2 illustrates an example of a user interface of an application for a fall detector according to an exemplary embodiment.
3 is a block diagram for explaining a fall detector according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation of a fall detector according to an exemplary embodiment.
5 shows the magnitude of the acceleration sensing received by the controller 180.
6 shows a comparison of a fall event detection result through an algorithm according to the present invention and a conventional method.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but are not limited or limited by the embodiments of the present invention. In describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations may be omitted to clarify the gist of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하에서는 상술한 종래기술의 개선하는 낙상 검출을 위한 단말기(이하 "낙상 검출기")를 설명한다. 구체적인 실시 예에서 낙상 검출기는 스마트폰일 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기에 포함된 애플리케이션은 일상생활을 하는 사용자로부터 검출된 신호를 분석하는 구체적인 알고리즘을 제안한다.Hereinafter, a terminal (hereinafter, referred to as a "falling detector") for improving fall detection of the above-described prior art will be described. In a specific embodiment, the fall detector may be a smartphone. Application included in the fall detector according to an embodiment of the present invention proposes a specific algorithm for analyzing a signal detected from the user of everyday life.

도 1은 낙상 검출 및 긴급 경보 시스템을 개략적으로 나타낸다.1 schematically illustrates a fall detection and emergency alert system.

본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기는 사용자의 움직임을 분석하기 위해 2단계 알고리즘을 사용한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 낙상 감지시, 낙상 검출기는 진동하면서 경고 취소 화면을 표시한다. 구체적으로 낙상 검출기 내 애플리케이션이 낙상 상황을 본 발명의 일 실시 예에 따른 알고리즘에 따라 판단할 수 있으며, 이 경우, 애플리케이션은 낙상 검출기를 진동하고, 관련 메시지를 디스플레이부를 통해 표시할 수 있다.The fall detector according to an embodiment of the present invention uses a two-step algorithm to analyze a user's movement. As illustrated in FIG. 1, upon detecting a fall, the fall detector vibrates and displays a warning cancel screen. In detail, an application in the fall detector may determine a fall situation according to an algorithm according to an embodiment of the present disclosure. In this case, the application may vibrate the fall detector and display a related message on the display.

만약 사용자가 지정된 시간(예를 들면 30초)내에 표시된 경고를 취소하지 않는 경우, 낙상 검출기는 소리 알람을 활성화하고 지정된 비상 연락처를 통해 위치 정보가 포함된 메시지를 전달한다.If the user does not cancel the displayed warning within a specified time (eg 30 seconds), the fall detector activates a sound alarm and delivers a message with location information via the designated emergency contact.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기를 위한 애플리케이션의 사용자 인터페이스의 일 예를 나타낸다.2 illustrates an example of a user interface of an application for a fall detector according to an exemplary embodiment.

도 2(a)는 애플리케이션의 메인 화면의 일 예를 나타낸다.2A illustrates an example of a main screen of an application.

도 2(b)는 애플리케이션의 설정 화면의 일 예를 나타낸다.2 (b) shows an example of a setting screen of an application.

도 2(c)는 애플리케이션의 낙상 감지에 따른 경고 취소 메시지의 일 예를 나타낸다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 사용자가 일정 시간 내에 취소 메시지를 터치 등의 방법을 통해 취소하지 않는 경우, 애플리케이션은 사용자에게 긴급 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다.2 (c) shows an example of a warning cancellation message according to a fall detection of an application. As described above with reference to FIG. 1, when the user does not cancel the cancellation message through a touch or the like within a predetermined time, the application may determine that an emergency has occurred to the user.

도 2(d)는 애플리케이션의 피드백 화면의 일 예를 나타낸다.2D illustrates an example of a feedback screen of an application.

일 실시 예에서, 애플리케이션의 메일 화면은 1) 낙상 감지 프로세스 시작/중지, 2)애플리케이션 구성 설정, 3) 중요 설정의 요약 표시 기능을 포함할 수 있다. In one embodiment, the mail screen of the application may include 1) start / stop of the fall detection process, 2) application configuration settings, and 3) summary display of important settings.

일 실시 예에서 애플리케이션의 설정 화면은 개인 정보, 이동중인 낙상 검출기의 위치, 낙상 감지 서비스 우선 순위 및 낙상 경우 알림과 관련된 설정 기능을 포함할 수 있다. 낙상 경고 알림 설정 기능은 알람 소리 및 지속 시간, 경고 취소를 위한 카운트 다운 타이머 및 비상 연락처 항목을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the setting screen of the application may include setting functions related to personal information, a location of a moving fall detector, a fall detection service priority, and a fall event notification. The fall alert notification setting function may include an alarm sound and duration, a countdown timer for canceling the alert, and an emergency contact item.

도 3은 본 발명과 관련된 낙상 검출기를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram for explaining a fall detector according to the present invention.

상기 낙상 검출기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 구성요소들은 낙상 검출기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 낙상 검출기는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. The fall detector 100 includes a wireless communication unit 110, an input unit 120, a sensing unit 140, an output unit 150, an interface unit 160, a memory 170, a controller 180, and a power supply unit 190. ) May be included. The components shown in FIG. 3 are not essential to implementing the fall detector, so the fall detector described herein may have more or fewer components than those listed above.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 낙상 검출기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 낙상 검출기(100)와 다른 낙상 검출기(100) 사이, 또는 낙상 검출기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 낙상 검출기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.More specifically, the wireless communication unit 110 of the components, between the fall detector 100 and the wireless communication system, between the fall detector 100 and another fall detector 100, or the fall detector 100 and the external server It may include one or more modules that enable wireless communication therebetween. In addition, the wireless communication unit 110 may include one or more modules connecting the fall detector 100 to one or more networks.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The wireless communication unit 110 may include at least one of the broadcast receiving module 111, the mobile communication module 112, the wireless internet module 113, the short range communication module 114, and the location information module 115. .

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.The input unit 120 may include a camera 121 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 122 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 123 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like. The voice data or the image data collected by the input unit 120 may be analyzed and processed as a control command of the user.

센싱부(140)는 낙상 검출기 내 정보, 낙상 검출기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 낙상 검출기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit 140 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the fall detector, surrounding environment information surrounding the fall detector, and user information. For example, the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, an illumination sensor 142, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity. G-sensor, Gyroscope Sensor, Motion Sensor, RGB Sensor, Infrared Sensor, Infrared Sensor, Finger Scan Sensor, Ultrasonic Sensor Optical sensors (e.g. cameras 121), microphones (see 122), battery gauges, environmental sensors (e.g. barometers, hygrometers, thermometers, radiation detection sensors, Thermal sensors, gas sensors, etc.), chemical sensors (eg, electronic noses, healthcare sensors, biometric sensors, etc.). On the other hand, the fall detector disclosed herein may utilize a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 낙상 검출기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 낙상 검출기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The output unit 150 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 151, an audio output unit 152, a hap tip module 153, and an optical output unit 154. can do. The display unit 151 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen. The touch screen may serve as a user input unit 123 that provides an input interface between the fall detector 100 and the user, and may provide an output interface between the fall detector 100 and the user.

인터페이스부(160)는 낙상 검출기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 낙상 검출기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.The interface unit 160 serves as a path to various types of external devices connected to the fall detector 100. The interface unit 160 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port. In the fall detector 100, in response to an external device being connected to the interface unit 160, appropriate control associated with the connected external device may be performed.

또한, 메모리(170)는 낙상 검출기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 낙상 검출기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 낙상 검출기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 낙상 검출기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 낙상 검출기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 낙상 검출기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 낙상 검출기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.In addition, the memory 170 stores data supporting various functions of the fall detector 100. The memory 170 may store a plurality of application programs or applications that are driven by the fall detector 100, data for operating the fall detector 100, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication. In addition, at least some of these application programs may exist on the fall detector 100 from the time of shipment for basic functions of the fall detector 100 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function). Meanwhile, the application program may be stored in the memory 170 and installed on the fall detector 100 to be driven by the controller 180 to perform an operation (or function) of the fall detector.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 낙상 검출기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.In addition to the operations related to the application program, the controller 180 typically controls the overall operation of the fall detector 100. The controller 180 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or by driving an application program stored in the memory 170.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 낙상 검출기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.In addition, the controller 180 may control at least some of the components described with reference to FIG. 1A in order to drive an application program stored in the memory 170. In addition, the controller 180 may operate by combining at least two or more of the components included in the fall detector 100 to drive the application program.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 낙상 검출기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.The power supply unit 190 receives power from an external power source and an internal power source under the control of the controller 180 to supply power to each component included in the fall detector 100. The power supply unit 190 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 낙상 검출기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 낙상 검출기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 낙상 검출기 상에서 구현될 수 있다. At least some of the components may operate in cooperation with each other in order to implement an operation, a control, or a control method of the fall detector according to various embodiments described below. In addition, the operation, control, or control method of the fall detector may be implemented on the fall detector by driving at least one application program stored in the memory 170.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기의 동작을 나타내는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a fall detector according to an exemplary embodiment.

본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기 동작 방법은 2단계 낙하 감지 방식을 포함한다. 그리고, 또 다른 실시 예에서 1단계를 추가 사용하여 총 3단계 낙하 감시 방식을 포함할 수 도 있다. 그리고 바람직한 실시 예에서 2단계 낙하 감지 방식은 임계치 결정 방법(Threshold based method; TBM)에 기반한 룰 기반 접근법 및 다중 커널(Multiple Kernel Learning Support Vector Machine, MKL-SVM)에 기반한 패턴 인식 방법을 포함할 수 있다. 그리고 추가되는 3번째 단계는 회복(recovery) 단계 일 수 있다.The fall detector operating method according to an exemplary embodiment of the present invention includes a two-stage fall detection method. In addition, in another embodiment, a total of three steps may be included by using a first step. In a preferred embodiment, the two-step drop detection method may include a rule-based approach based on a threshold determination method (TBM) and a pattern recognition method based on a multiple kernel (Multiple Kernel Learning Support Vector Machine (MKL-SVM)). have. And the third step added may be a recovery step.

낙상 검출기는 센서를 통해 낙상과 관련된 가속도 센싱 값을 입력받는다(S101). 구체적인 실시 예에서, 낙상 검출기의 제어부(이하 "제어부", 180)는 센서부(140)를 통해 지속적으로 가속도 센싱 값을 입력받을 수 있다. 입력된 센싱 값은 낙상 유사 이벤트로 판단될 수 있는 피크 값을 포함할 수 있다. The falling detector receives an acceleration sensing value related to the falling through the sensor (S101). In a specific embodiment, the controller of the fall detector (hereinafter, referred to as “control unit”) 180 may continuously receive the acceleration sensing value through the sensor unit 140. The input sensing value may include a peak value that may be determined as a fall-like event.

제어부(180)가 낙상 유사 이벤트를 판단하는데 이용되는 가속 벡터 크기는 수학식 1과 같이 표현된다.The magnitude of the acceleration vector used by the controller 180 to determine the fall similar event is expressed by Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서, Ax, Ay 및 Az는 각각 센서의 x, y, z축에 대한 가속 신호를 나타낸다.Here, A x , A y and A z represent acceleration signals for the x, y and z axes of the sensor, respectively.

한편, 도 5는 제어부(180)가 수신하는 가속도 센싱 크기를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 시간에 따라 변화하는 가속도 센싱 값을 수신할 수 있다. 그리고 센싱되는 가속도 크기는 도 5에 도시된 바와 같이 낙상 유사 이벤트로 볼 수 있는 피크 값을 포함할 수 있다. 다시 도 4로 돌아온다.Meanwhile, FIG. 5 illustrates an acceleration sensing magnitude that the controller 180 receives. As illustrated in FIG. 5, the controller 180 may receive an acceleration sensing value that changes with time. In addition, the sensed acceleration magnitude may include a peak value that can be viewed as a fall-like event as shown in FIG. 5. Return to Figure 4 again.

이하에서 설명할 단계 S103 내지 단계 S109는 제1 알고리즘으로 분류될 수 있다. 구체적인 실시 예에서 제1 알고리즘은 임계치 결정 방법으로 지칭될 수 있다. Steps S103 to S109 to be described below may be classified as first algorithms. In a specific embodiment, the first algorithm may be referred to as a threshold determination method.

제어부(180)는 임팩트로 인한 가속 피크 값이 임계 값을 초과하였는지 판단한다(S103). 일 실시 예에서, 가속 피크 값이 임계 값을 초과하는 경우, 제어부(180)는 다음 처리 단계로 넘어간다. 또 다른 실시 예에서, 가속 피크 값이 임계 값을 초과하지 않는 경우, 또 다른 가속 피크 값을 입력 받는다. 이때, 구체적인 실시 예에서 임계 값은 3g일 수 있다. 여기에서 1g는 지면에서의 중력 가속도를 나타내며, 3g는 중력 가속도의 3배이다.The controller 180 determines whether an acceleration peak value due to impact exceeds a threshold value (S103). In one embodiment, if the acceleration peak value exceeds the threshold, the controller 180 proceeds to the next processing step. In another embodiment, when the acceleration peak value does not exceed the threshold, another acceleration peak value is input. At this time, in a specific embodiment, the threshold value may be 3g. Where 1 g represents the acceleration of gravity on the ground and 3 g is three times the acceleration of gravity.

상술한 바와 같이, 가속 피크 값이 임계 값을 초과하는 경우, 제어부(180)는 포스트 임팩트로 인한 가속 피크 값이 임계 값을 초과하는지 여부를 판단한다(S105).As described above, when the acceleration peak value exceeds the threshold value, the controller 180 determines whether the acceleration peak value due to post impact exceeds the threshold value (S105).

낙상은 순간적으로 발생하는 단일 사건이며, 낙하 유사 이벤트(fall like event)는 반복성의 특징을 나타내지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에서, 제어부(180)는 가속도 센서를 통해 확인된 가속 피크가 일정 임계 값을 초과하고, 일정 기간 동안 추가 피크가 없는 경우 해당 이벤트를 낙상 유사 이벤트로 결정한다. 구체적인 실시 예에서 가속 벡터 크기(acceleration vector magnitude; AVM)가 임계값을 초과하고 일정 기간 동안 임계 값을 넘는 추가 피크가 없는 경우, 낙상 검출기는 해당 가속 피크를 낙상 유사 이벤트로 결정한다. 이때, 낙하 유사 이벤트이 반복성을 판단하기 위한 시간 구간은 3.5초일 수 있다.Falls are a single event that occurs instantaneously and fall like events do not characterize repeatability. Therefore, in an embodiment of the present disclosure, the controller 180 determines the event as a fall-like event when the acceleration peak identified through the acceleration sensor exceeds a predetermined threshold value and there is no additional peak for a certain period. In a specific embodiment, if the acceleration vector magnitude (AVM) exceeds the threshold and there are no additional peaks above the threshold for a period of time, the fall detector determines the acceleration peak as a fall like event. In this case, the time interval for determining the repeatability of the drop-like event may be 3.5 seconds.

제어부(180)는 단계 S105에서 입력 받은 가속 피크 이후에 임계 값을 넘는 가속 피트가 없는 경우, 비활동 테스트 값이 특정 값 미만인지 여부를 판단한다(S107). 그리고, 일 실시 예에서, 제어부(180)는 비활동 테스트 값이 특정 값 미만인 경우, 자세 테스트 값이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단한다(S109).The controller 180 determines whether the inactivity test value is less than a specific value when there is no acceleration pit exceeding a threshold value after the acceleration peak received in step S105 (S107). In an embodiment, when the inactivity test value is less than the specific value, the controller 180 determines whether the posture test value exceeds the specific value (S109).

비활동(inactivity) 테스트 및 자세(posture) 테스트를 사용하여 제어부(180)는 가속 피크의 대부분인 낙상 유사 일반 활동(fall-like activities of daily living)을 효율적으로 버리고, 낙상 유사 이벤트(fall like event)를 판단할 수 있다. 여기에서 낙상 유사 일반 활동은 가속도 센서를 통해 확인된 이벤트 중 실제 낙상일 확률이 낮은 이벤트이고, 낙상 유사 이벤트는 가속도 센서를 통해 확인된 이벤트 중 실제 낙상일 확률이 높은 이벤트를 지칭한다. 만약, 이후의 추가적인 알고리즘을 통해 이벤트가 낙상일 확률이 일정 확률 이상인 경우, 낙상 검출기는 해당 이벤트를 낙상으로 판단한다.Using an inactivity test and a posture test, the controller 180 effectively discards the fall-like activities of daily living, which are the majority of the acceleration peaks, and falls like events. Can be determined. Here, the fall-like general activity refers to an event having a low probability of being an actual fall among the events identified through the acceleration sensor, and a fall-like event refers to an event that is most likely to be an actual fall among the events identified through the acceleration sensor. If the probability that the event is a fall is more than a predetermined probability through the following additional algorithm, the fall detector determines the event as a fall.

구체적인 실시 예에서, 단계 S103 내지 S105를 통하여 입력 받은 가속 피크가 낙상 유사 이벤트와 관련 있다고 판단되는 경우, 제어부(180)는 일정 시간 동안 사용자의 움직임이 감지되는지 판단한다. 만약, 사용자가 상기의 일정 시간 동안 비활동 상태인 경우를 판단하기 위해 제어부(180)는 평균 절대 가속 크기 변화(average absolute acceleration magnitude variation; AAMV)를 이용한다. 구체적으로 평균 절대 가속 크기 변화는 수학식 2와 같이 표현된다.In a specific embodiment, when it is determined that the acceleration peak received through the steps S103 to S105 is related to the fall-like event, the controller 180 determines whether the user's movement is detected for a predetermined time. If the user is inactive for the predetermined time, the controller 180 uses an average absolute acceleration magnitude variation (AAMV). In more detail, the average absolute acceleration magnitude change is expressed by Equation 2 below.

Figure pat00002
Figure pat00002

이때 충돌로 인한 가속 피크 감지 후 사용자의 움직임이 거의 또는 전혀 없는 경우, 평균 절대 가속 크기 변화값은 0에 가까운 값이 산출된다. 구체적인 실시 예에서 0에 가까운 값이란 0.6 미만일 수 있다.At this time, if there is little or no user movement after detecting the acceleration peak due to the collision, the average absolute acceleration magnitude change value is calculated to be close to zero. In a specific embodiment, the value close to zero may be less than 0.6.

그리고, 제어부(180)는 가속 피크가 감지된 전후로 사용자의 자세 변화를 판단한다. 이때, 제어부(180)는 사용자의 자세 변화 판단을 위해 ??트 각 값을 사용한다. 만약, 측정된 틸트 각의 변화 정도가 특정 값을 초과하는 경우, 제어부(180)는 낙상이 발생하여 사용자의 자세가 급격히 변한 것이라고 높은 확률로 추측할 수 있다. 이하에서 자세 변화 판단에 이용되는 틸트 각 및 틸트 각 변동에 대하여 설명한다.The controller 180 determines a change in posture of the user before and after the acceleration peak is detected. In this case, the controller 180 uses the angle value for determining the posture change of the user. If the measured degree of change in the tilt angle exceeds a specific value, the controller 180 may assume that a fall occurs and the user's posture rapidly changes, with a high probability. Hereinafter, the tilt angle and the tilt angle variation used to determine the posture change will be described.

틸트 각(tilt angle) : 이 특징은 낙상 검출기를 들고 있는 사용자의 신체와 함께 낙상 검출기의 방향을 대략적으로 나타낸다. 낙상 검출기 센서의 x축과 y축은 기본적으로 서있는 자세를 포착하는 역할을 한다. 만약 사용자의 자세가 서있는 자세에서 누워있는 자세가 되면, 틸트 각은 0 에서 90도 사이의 값으로 계산된다. 틸트 각은 수학식 3과 같이 표현된다.Tilt angle: This feature roughly indicates the direction of the fall detector with the body of the user holding the fall detector. The x and y axes of the fall detector sensor basically capture the standing position. If the user's posture is from the standing position to the lying position, the tilt angle is calculated as a value between 0 and 90 degrees. The tilt angle is expressed as in Equation 3.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기에서, Alp[i] 및 AVMip[i]는 각각 로우-패스 필터 처리된 축 가속(x,y 또는 z축) 및 합성 가속도(resultant acceleration)을 나타낸다. 중력 성분의 근사를 구하고, 이동 신호를 억제하기 위해 아래의 수학식 4가 사용된다.Here, A lp [i] and AVM ip [i] represent low-pass filtered axis acceleration (x, y or z axis) and combined acceleration, respectively. Equation 4 below is used to approximate the gravity component and suppress the movement signal.

Figure pat00004
Figure pat00004

틸트 각 변동(TAV) : 틸트각 값은 사용자의 수직 축과 낙상 검출기 축간의 얼라이먼트 차이에 의존하여 같은 자세에 대하여 변화할 수 있다. 이러한 이슈를 극복하기 위하여, 본 발명에서는 틸트각을 직접적으로 사용하는 것 대신에 낙상 유사 이벤트가 발생하는 동안 틸트각의 변화를 사용할 수 있다. 따라서, 틸트 각 변동 값은 임팩트로 인한 이벤트 발생 전 특정 타임 구간 동안의 틸트각 값 평균과 이벤트 발행 후 특정 타임 구간 동안의 틸트각 값 평균간의 차이의 절대 값으로 정의될 수 있다. 구체적인 실시 예에서, 특정 타임 구간은 이벤트 발생 전 0.5s ?? 1s, 발생 후 0.5s ?? 1s일 수 있다.Tilt Angle Variation (TAV): The tilt angle value may change for the same posture depending on the alignment difference between the user's vertical axis and the fall detector axis. In order to overcome this issue, instead of using the tilt angle directly, the present invention may use a change in tilt angle during a fall like event. Accordingly, the tilt angle variation value may be defined as an absolute value of a difference between an average of tilt angle values during a specific time interval before an event occurs and an average of tilt angle values during a specific time interval after an event is issued. In a specific embodiment, the specific time interval is 0.5s before the event occurs. 1s, 0.5s after occurrence ?? It can be 1s.

상술한 단계를 통해 센싱된 가속 피크를 실제 낙상으로 추정할 수 있다. 그러나, 제1 알고리즘에 의해 버려지지 않는 낙상 유사 이벤트가 있을 수 있으며, 이에 대한 판단은 패턴 인식 방법을 이용하는 두번째 알고리즘에 의해 수행된다.Through the above-described steps, the sensed acceleration peak may be estimated as the actual fall. However, there may be a fall like event that is not discarded by the first algorithm, the determination of which is performed by a second algorithm using a pattern recognition method.

제어부(180)는 제1 알고리즘에 의해 낙상 유사 이벤트로 판단된 이벤트에서 특징점을 추출한다(S111). 이때, 제어부(180)가 추출할 수 있는 특징들은 표 1에 도시된 바와 같다. 구체적으로, 특징은 자세 관련(19-21), 에너지 관련(15-18), 통계관련(9-14), 및 기준 기반(1-8)을 포함할 수 있다.The controller 180 extracts the feature points from the event determined as the fall-like event by the first algorithm (S111). At this time, the features extracted by the controller 180 are as shown in Table 1. Specifically, features may include posture related (19-21), energy related (15-18), statistically related (9-14), and criteria based (1-8).

feature No.feature No. Feature nameFeature name feature No.feature No. Feature nameFeature name 1One AAMV - avg, absolute accel. Mag. VariationAAMV-avg, absolute accel. Mag. Variation 9-109-10 Mean and medianMean and median 22 IDI - impact durationindexIDI-impact durationindex 1111 RangeRange 33 MPI - maximum peak indexMPI-maximum peak index 1212 VarianceVariance 44 MVI - minimum valley indexMVI-minimum valley index 1313 Standard deviationStandard deviation 55 PDI - peak durationindexPDI-peak durationindex 1414 RMS - root mean squareRMS-root mean square 66 ARI - activity ratio indexARI-activity ratio index 15-1715-17 SAAX/Y/Z - summed axis accelerationSAA X / Y / Z -summed axis acceleration 77 FFI - free fall indexFFI-free fall index 1818 SMA - summed magnitude areaSMA-summed magnitude area 88 SCI - step count indexSCI-step count index 19-2119-21 TAVX/Y/Z - tilt angle variationTAV X / Y / Z -tilt angle variation

여기에서, 합산된 축 가속(SAA)은 특정 축에 대한 활동 강도를 나타낸다. 그리고, 합산된 축 가속은 수학식 5와 같이 정의된다.Here, summed axis acceleration (SAA) represents the activity intensity for a particular axis. Then, the summed axis acceleration is defined as in Equation 5.

Figure pat00005
Figure pat00005

그리고, 합산된 크기 에어리어(SMA)는 x,y 및 z 축 가속의 절대 값의 합을 나타낸다. 그리고 합산된 크기 에어리어는 수학식 6과 같이 정의된다.And the summed magnitude area SMA represents the sum of the absolute values of the x, y and z axis accelerations. The sum of the size areas is defined as in Equation 6.

Figure pat00006
Figure pat00006

제어부(180)는 추출한 특징 집합을 러닝 모델에 입력으로 사용하여 센싱된 가속 신호 이벤트가 실제 낙하 이벤트인지 여부를 판단한다(S113).The controller 180 determines whether the sensed acceleration signal event is an actual fall event by using the extracted feature set as an input to the running model (S113).

구체적인 실시 예에서, 제어부(180)는 낙상의 패턴 및 낙상 유사 일반 활동을 인식하기 위해서, 다중 커널 학습 서포트 벡터 머신(multi kernel learning support vector machine; MKL-SVM)을 이용한다. In a specific embodiment, the controller 180 uses a multi-kernel learning support vector machine (MKL-SVM) to recognize fall patterns and fall-like general activities.

다중 커널 학습은 계수(ai *, b*) 및 커널 가중치(kernel weight, dm)을 단일 최적화 문제에서 모두 학습하는 것을 포함한다. 커널 알고리즘을 위한 결정 함수는 수학식 7과 같이 표현된다.Multi-kernel learning involves learning both the coefficients a i * , b * and the kernel weight (d m ) in a single optimization problem. The decision function for the kernel algorithm is expressed as in Equation 7.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기에서, ai * 및 b*는 트레이닝 데이터 {xi, yi}l i=1을 사용하는 최적화된 서포트 벡터 및 바이어스 계수를 각각 나타낸다. 그리고, 수학식 8에 표현된 것과 같이 커널(K(x,xi))는 기본적으로 베이시스 커널들의 컨벡스(convex) 조합이다.Here, a i * and b * represent optimized support vectors and bias coefficients using training data {x i , y i } l i = 1 , respectively. As shown in Equation 8, the kernel K (x, x i ) is basically a convex combination of basis kernels.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기에서, M은 커널들의 토탈 넘버를 나타내고, Km은 베이시스 커널들을 나타낸다. Here, M represents the total number of kernels and K m represents the basis kernels.

상술한 제2 알고리즘을 통해 입력 받은 가속 신호가 실제 낙상 이벤트로 판단되는 경우, 제어부는 사용자의 회복 여부를 판단한다(S115). 경미한 낙상의 경우, 사용자가 큰 위험에 처하지 않을 수 있으며 이 경우, 특별한 조치가 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 낙상 검출기는 감지된 낙상 이벤트에 기초하여 무조건 관련 프로세스를 진행하는 것이 아닌, 사용자의 회복 여부를 판다.When it is determined that the acceleration signal received through the above-described second algorithm is an actual fall event, the controller determines whether the user recovers (S115). In the case of a minor fall, the user may not be at great risk, in which case no special measures may be necessary. Therefore, the fall detector according to an embodiment of the present invention sells the user's recovery rather than unconditionally performing the related process based on the detected fall event.

구체적인 실시 예에서, 제어부(180)는 활동성을 체크한다. 제어부(180)는 가속 벡터 크기가 특정 값을 초과하는지 여부를 판단한다. 만약 가속 벡터 크기가 특정 값을 초과하지 않는 경우, 제어부(180)는 사용자의 상태를 의식 불명 또는 거동 불가로 판단할 수 있다. 예를 들어 특정 값은 1.5g일 수 있다.In a specific embodiment, the controller 180 checks the activity. The controller 180 determines whether the acceleration vector magnitude exceeds a specific value. If the magnitude of the acceleration vector does not exceed a specific value, the controller 180 may determine the user's state as unconscious or impaired. For example, the specific value may be 1.5 g.

또한, 제어부(180)는 자세 변화를 감지하여 사용자의 회복 여부를 판단할 수 있다. 자세 변화에 관련된 틸트 각 변화 값이 특정 값 미만인 경우, 제어부(180)는 사용자가 회복했다고 판단할 수 있다. 예를 들면, 특정 값은 20도 일 수 있다.In addition, the controller 180 may detect a change in posture and determine whether the user recovers. When the tilt angle change value related to the posture change is less than the specific value, the controller 180 may determine that the user has recovered. For example, the specific value may be 20 degrees.

상술한 단계를 통해 제어부(180)가 사용자의 상태를 낙상으로부터 회복되지 않은 상태라고 판단하는 경우, 제어부(180)는 낙상 관련 프로세스를 진행한다(S117).When the controller 180 determines that the user's state is not recovered from the fall through the above-described steps, the controller 180 performs a fall related process (S117).

구체적인 실시 예에서, 제어부(180)는 출력부(150)를 통해 현재의 긴급 상황을 사용자 또는 주변의 사람들에게 알릴 수 있다. 일 실시 예에서 디스플레이부(151)는 경고 취소 메시지를 표시할 수 있다. 여기에서 경고 취소 메시지는 도 2에서 설명한 메시지이다. 또 다른 실시 예에서, 음향 출력부(152)는 경고음을 출력할 수 있다. 또 다른 실시 예에서 햅틱 모듈(153)은 낙상 검출기를 진동시킬 수 있다. 또 다른 실시 예에서 광 출력부(154)는 광을 출력하여 긴급 상황을 주변에 알릴 수도 있다.In a specific embodiment, the controller 180 may notify the user or people around the current emergency situation through the output unit 150. According to an embodiment, the display unit 151 may display a warning cancel message. The warning cancel message is the message described with reference to FIG. 2. In another embodiment, the sound output unit 152 may output a warning sound. In another embodiment, the haptic module 153 may vibrate the fall detector. In another embodiment, the light output unit 154 may output light to notify the surroundings of an emergency situation.

또 다른 실시 예에서, 제어부(180)는 무선 통신부(110)를 통하여 긴급 상황을 전달할 수 있다. 일 실시 예에서, 상술한 경고 취소 메시지를 일정 시간이 경과했음에도 불구하고 사용자가 취소하지 못한 경우, 무선 통신부(110)는 구조 메시지를 저장된 비상 연락처를 이용하여 전송할 수 있다. In another embodiment, the controller 180 may transmit an emergency situation through the wireless communication unit 110. In one embodiment, when a user fails to cancel the above-mentioned warning cancellation message despite a predetermined time elapsed, the wireless communication unit 110 may transmit a rescue message using a stored emergency contact.

도 6은 본 발명에 따른 알고리즘을 통한 낙상 이벤트 검출 결과와 기존의 방법을 비교한 것을 나타낸다.6 shows a comparison of a fall event detection result through an algorithm according to the present invention and a conventional method.

도 6에 도시된 바와 같이, 비교 발명 1(비특허문헌 1), 및 비교 발명 2(비특허문헌 2)를 본 발명과 비교한 결과, 본 발명이 비교 발명들 보다 우월할 성능을 보임을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, the comparison of Comparative Invention 1 (Non-Patent Document 1) and Comparative Invention 2 (Non-Patent Document 2) with the present invention showed that the present invention showed superior performance over the comparative inventions. Can be.

상술한 알고리즘은 애플리케이션으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 낙상 검출기는 단말기로서, 상술한 알고리즘을 구현하는 애플리케이션을 포함할 수 있다. The algorithm described above may be implemented in an application. In this case, the fall detector may include an application that implements the above-described algorithm as a terminal.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

Claims (19)

낙상 이벤트 판단을 위한 가속 신호를 수신하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 입력 받은 가속 신호에 룰 기반 접근법에 관한 제1 알고리즘 및 패턴 인식 방법에 관한 제2 알고리즘을 적용하여 낙상 이벤트를 판단하는 제어부를 포함하는
낙상 검출기
A sensor unit configured to receive an acceleration signal for determining a fall event; And
And a controller configured to determine a fall event by applying a first algorithm of a rule-based approach and a second algorithm of a pattern recognition method to the acceleration signal received from the sensor unit.
Fall detector
제 1항에 있어서,
상기 제1 알고리즘은 입력 받은 가속 신호에 포함된 피크 값과 특정 임계 값을 비교하여 피크 값이 특정 임계 값을 초과하는지 판단하는 단계;
피크 값이 특정 임계 값을 초과하는 경우, 일정 시간 동안 임계 값을 초과하는 추가적인 피크 값이 있는지 판단하는 단계; 및
일정 시간 동안 추가적인 피크 값이 없는 경우, 피크 값에 대응하는 이벤트를 낙상 유사 이벤트로 결정하는 단계를 포함하는
낙상 검출기.
The method of claim 1,
The first algorithm may include comparing a peak value included in an input acceleration signal with a specific threshold value to determine whether the peak value exceeds a specific threshold value;
If the peak value exceeds a certain threshold value, determining if there is an additional peak value exceeding the threshold value for a period of time; And
If there is no additional peak value for a period of time, determining an event corresponding to the peak value as a fall like event;
Fall detector.
제 2항에 있어서,
상기 제1 알고리즘은 일정 시간 동안 추가적인 피크 값이 없는 경우, 낙상 검출기 사용자의 비활동성 여부 및 자세 변동 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는
낙상 검출기.
The method of claim 2,
The first algorithm may further include determining whether the fall detector user is inactive and whether the posture changes when there is no additional peak value for a predetermined time.
Fall detector.
제 3항에 있어서,
상기 낙상 검출기 사용자의 비활동성 여부를 판단하는 단계는,
하기 가속 크기 변동 절대 값이 특정 값 미만인지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 자세 변동 여부를 판단하는 단계는,
하기 틸트 각 변동 절대 값이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기.
The method of claim 3, wherein
Determining whether or not the fall detector user is inactive,
Determining whether the absolute value of acceleration magnitude change is less than a specific value;
Determining whether or not the posture changes,
Determining whether the tilt angle variance absolute value exceeds a specific value
Fall detector.
제 1항에 있어서,
상기 제2 알고리즘은,
상기 가속 신호로부터 특징을 추출하는 단계; 및
상기 추출한 특징을 다중 커널 학습(multi kernel learning)의 입력 값으로 사용하여 가속 신호에 포함된 피크 값에 대응하는 이벤트가 실제 낙상 이벤트인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기.
The method of claim 1,
The second algorithm,
Extracting a feature from the acceleration signal; And
Determining whether an event corresponding to a peak value included in an acceleration signal is an actual fall event by using the extracted feature as an input value of multi-kernel learning;
Fall detector.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 알고리즘 및 제2 알고리즘에 기초하여 가속신호로부터 낙상 이벤트가 발생했다고 판단하는 경우, 사용자의 회복 여부를 판단하는 제3 알고리즘을 더 수행하는
낙상 검출기.
The method of claim 1,
If the controller determines that a fall event has occurred from the acceleration signal based on the first algorithm and the second algorithm, the controller further performs a third algorithm for determining whether the user recovers.
Fall detector.
제 6항에 있어서,
상기 제3 알고리즘은,
상기 가속 크기 변동 절대 값이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 틸트 각 변동 절대 값이 특정 값 미만인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기.
The method of claim 6,
The third algorithm,
Determining whether the absolute value of the magnitude of acceleration variation exceeds a specific value and determining whether the absolute value of the tilt angle variation is less than a specific value.
Fall detector.
제 6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제3 알고리즘을 통해 사용자가 회복되지 못했다고 판단되는 경우,
낙상 관련 프로세스를 수행하는
낙상 검출기.
The method of claim 6,
The control unit
If it is determined that the user has not recovered through the third algorithm,
To carry out a fall-related process
Fall detector.
제 8항에 있어서,
상기 낙상 관련 프로세스에 따라 경고 취소 메시지를 출력하는 디스플레이부를 더 포함하고,
상기 제어부는 일정 시간 내에 경고 취소 메시지를 취소하는 입력을 수신하지 못한 경우, 무선 통신부를 통해 구조 메시지를 전송하는
낙상 검출기.
The method of claim 8,
A display unit for outputting a warning cancellation message in accordance with the fall-related process,
If the control unit does not receive an input for canceling the warning cancellation message within a predetermined time, the control unit transmits a rescue message through the wireless communication unit.
Fall detector.
낙상 이벤트 판단을 위한 가속 신호를 수신하는 단계;
상기 입력 받은 가속 신호에 룰 기반 접근법에 관한 제1 알고리즘 및 패턴 인식 방법에 관한 제2 알고리즘을 적용하여 낙상 이벤트를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
Receiving an acceleration signal for determining a fall event;
Determining a fall event by applying a first algorithm of a rule-based approach and a second algorithm of a pattern recognition method to the received acceleration signal.
How to operate a fall detector.
제 10항에 있어서,
상기 제1 알고리즘은 입력 받은 가속 신호에 포함된 피크 값과 특정 임계 값을 비교하여 피크 값이 특정 임계 값을 초과하는지 판단하는 단계;
피크 값이 특정 임계 값을 초과하는 경우, 일정 시간 동안 임계 값을 초과하는 추가적인 피크 값이 있는지 판단하는 단계; 및
일정 시간 동안 추가적인 피크 값이 없는 경우, 피크 값에 대응하는 이벤트를 낙상 유사 이벤트로 결정하는 단계를 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 10,
The first algorithm may include comparing a peak value included in an input acceleration signal with a specific threshold value to determine whether the peak value exceeds a specific threshold value;
If the peak value exceeds a certain threshold value, determining if there is an additional peak value exceeding the threshold value for a period of time; And
If there is no additional peak value for a period of time, determining an event corresponding to the peak value as a fall like event;
How to operate a fall detector.
제 11항에 있어서,
상기 제1 알고리즘은 일정 시간 동안 추가적인 피크 값이 없는 경우, 낙상 검출기 사용자의 비활동성 여부 및 자세 변동 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 11,
The first algorithm may further include determining whether the fall detector user is inactive and whether the posture changes when there is no additional peak value for a predetermined time.
How to operate a fall detector.
제 12항에 있어서,
상기 낙상 검출기 사용자의 비활동성 여부를 판단하는 단계는,
하기 가속 크기 변동 절대 값이 특정 값 미만인지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 자세 변동 여부를 판단하는 단계는,
하기 틸트 각 변동 절대 값이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 12,
Determining whether or not the fall detector user is inactive,
Determining whether the absolute value of acceleration magnitude change is less than a specific value;
Determining whether or not the posture changes,
Determining whether the tilt angle variance absolute value exceeds a specific value
How to operate a fall detector.
제 10항에 있어서,
상기 제2 알고리즘은,
상기 가속 신호로부터 특징을 추출하는 단계; 및
상기 추출한 특징을 다중 커널 학습(multi kernel learning)의 입력 값으로 사용하여 가속 신호에 포함된 피크 값에 대응하는 이벤트가 실제 낙상 이벤트인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 10,
The second algorithm,
Extracting a feature from the acceleration signal; And
Determining whether an event corresponding to a peak value included in an acceleration signal is an actual fall event by using the extracted feature as an input value of multi-kernel learning;
How to operate a fall detector.
제 10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 알고리즘 및 제2 알고리즘에 기초하여 가속신호로부터 낙상 이벤트가 발생했다고 판단하는 경우, 사용자의 회복 여부를 판단하는 제3 알고리즘을 더 수행하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 10,
If the controller determines that a fall event has occurred from the acceleration signal based on the first algorithm and the second algorithm, the controller further performs a third algorithm for determining whether the user recovers.
How to operate a fall detector.
제 15항에 있어서,
상기 제3 알고리즘은,
상기 가속 크기 변동 절대 값이 특정 값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 틸트 각 변동 절대 값이 특정 값 미만인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 15,
The third algorithm,
Determining whether the absolute value of the magnitude of acceleration variation exceeds a specific value and determining whether the absolute value of the tilt angle variation is less than a specific value.
How to operate a fall detector.
제 15항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제3 알고리즘을 통해 사용자가 회복되지 못했다고 판단되는 경우,
낙상 관련 프로세스를 수행하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 15,
The control unit
If it is determined that the user has not recovered through the third algorithm,
To carry out a fall-related process
How to operate a fall detector.
제 17항에 있어서,
상기 낙상 관련 프로세스에 따라 경고 취소 메시지를 출력하는 디스플레이부를 더 포함하고,
상기 제어부는 일정 시간 내에 경고 취소 메시지를 취소하는 입력을 수신하지 못한 경우, 무선 통신부를 통해 구조 메시지를 전송하는
낙상 검출기의 동작 방법.
The method of claim 17,
A display unit for outputting a warning cancellation message in accordance with the fall-related process,
If the control unit does not receive an input for canceling the warning cancellation message within a predetermined time, the control unit transmits a rescue message through the wireless communication unit.
How to operate a fall detector.
상기 제10항 내지 제18항의 알고리즘을 포함하는 프로그램.A program comprising the algorithm of claim 10.
KR1020180025121A 2018-03-02 2018-03-02 a terminal for detecting fall KR20190104704A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556675B1 (en) * 2023-01-03 2023-07-19 럭스나인 주식회사 Method of determining a fall

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KR100988459B1 (en) 2008-06-24 2010-10-18 한국전자통신연구원 Apparatus and method for fall-down detection

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