KR20200093866A

KR20200093866A - 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200093866A
Application number: KR1020190011115A
Authority: KR
Inventors: 홍민; 민세동; 서귀빈
Original assignee: 순천향대학교 산학협력단
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-08-06
Also published as: KR102173918B1

Abstract

본 발명은 사용자의 보행 상태 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 가지고 있고 다수의 센서를 포함하는 사물인터넷(Internet of thing: IoT) 디바이스나 주변에 설치된 IoT 디바이스들로부터 사용자의 보행에 대한 보행정보를 수집하여 사용자의 보행환경을 포함하는 정확한 보행상태를 분석하여 제공하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템 및 방법{Multi-sensor based walking status analysis system and method thereof}

최근 평균 수명 연장으로 인하여 사람들은 단순히 오래 사는 것 보다 건강하게 오래 사는 것을 추구하고 있다.

이에 따라 헬스케어 패러다임 또한 전염병 예방 및 질병 치료로 기대수명을 연장하는 데 목적이 있던 헬스케어 1.0 및 2.0에서 예방과 관리를 통해 건강수명을 영위하는 것을 목적으로 하는 헬스케어 3.0으로 진화하고 있다.

또한, 건강의 개념이 단순히 병이 없다는 소극적 관점에서 신체적, 감정적, 사회적, 지적, 정신적 요소가 균형을 이루어 질적으로 높은 존재 가치를 갖는 적극적 관점으로 변화하고 있다.

하지만 시간적, 비용적 문제로 인하여 일상생활 속에서 부담 없이 즐길 수 있는 운동이 많지 않으며, 이로 인해 일상생황에서 부담 없이 즐길 수 있는 걷기운동, 계단 오르기 등의 보행운동에 많은 관심을 보이고 있다.

이에 따라 최근에는 사용자의 착용 및 소유한 IoT 디바이스를 통해 사용자의 보행수, 보행거리 등의 보행정보를 제공받고, 보행정보, 즉 보행수 및 보행거리에 대응하여 보상을 제공하여 사용자의 적극적인 보행을 유도하는 다양한 시스템 및 어플리케이션(이하 "어플" 또는 "앱"이라 함)들이 개발되어 제공되고 있다.

하지만 종래 보행기반 서비스 시스템들은 단순히 보행수 및 보행거리 등만을 측정할 뿐, 사용자가 어떤 보행환경, 즉 일반 도로를 보행하는지, 건물 내에서 보행하는지, 오르막 또는 내리막을 보행하는지, 계단을 오르는지 내려가는지 등을 알 수 없고, 보행환경에 따른 정확한 운동량 등과 같은 보행과 관련된 정확한 정보를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2019-0002135호(2019.01.08.공개)

따라서 본 발명의 목적은 사용자가 가지고 있고 다수의 센서를 포함하는 사물인터넷(Internet of thing: IoT) 디바이스나 주변에 설치된 IoT 디바이스들로부터 사용자의 보행에 대한 보행정보를 수집하여 사용자의 보행환경을 포함하는 정확한 보행상태를 분석하여 제공하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템은: 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 전송하는 적어도 하나 이상의 센서 보행정보 제공부; 및 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태 분석에 따른 보행상태정보를 생성하는 보행상태 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서 보행정보 제공부는, 만보계 및 스마트와치 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 센서 보행정보 제공부는, 상기 보행정보를 근거리 무선통신을 통해 무선으로 송신하고, 상기 보행상태 분석부는, 하나 이상의 상기 센서 보행정보 제공부와 근거리 무선통신을 수행하여 상기 보행정보를 수신하는 근거리 무선통신모듈;

상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및 상기 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 센서 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 보행상태정보를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보행상태 분석부는, 상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및 상기 센서 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 보행상태정보를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 센서 보행정보 제공부로부터 상기 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집부; 상기 가속도 기반 보행상태 분석부, 상기 기압기반 보행상태 분석부 및 상기 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석부 및 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부를 포함하여 제1보행상태 분석에 따른 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 분석부; 및 상기 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 보행상태정보를 저장부에 저장하고, 디스플레이부에 표시하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기압기반 보행상태 분석부는, 수집되는 기압데이터 중 제1개수 단위로 데이터를 추출하고, 이전 기압데이터와 비교하여 기압데이터 비교 결과값을 생성하며, 수집된 기압데이터의 기압데이터 비교 결과값을 제2개수 단위로 누적한 누적 값을 계산하고, 누적 값에 따라 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막길을 오르고 있는지, 내리막길을 오르고 있는지를 판단하고, 판단에 따른 상기 제2보행상태 분석정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 시스템은: 건물의 각 층 및 각 층간 계단의 중간에 배치되어 자신의 고유의 비콘 식별정보를 포함하는 비콘신호를 보행정보로서 송신하는 위치 보행정보 제공부를 더 포함하되, 상기 보행상태 분석부는, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 사용자 위치정보를 더 포함하는 보행상태정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서 보행정보 제공부 및 위치 보행정보 제공부는, 상기 보행정보를 근거리 무선통신을 통해 무선으로 송신하고, 상기 보행상태 분석부는, 하나 이상의 상기 센서 보행정보 제공부 및 위치 보행정보 제공부와 근거리 무선통신을 수행하여 상기 보행정보를 수신하는 근거리 무선통신모듈; 상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및 상기 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 센서 보행정보 제공부 및 상기 위치 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자의 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석에 의한 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보 및 사용자 위치정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 상기 사용자 위치정보의 해당 층의 평지를 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 또는 계단을 내려가고 있는지, 총 보행 수, 올라간 층수, 올라가 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수를 포함하는 보행상태정보를 생성하여 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 센서 보행정보 제공부로부터 상기 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집부; 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 위치를 검출하고 검출된 위치에 대한 위치정보를 위치 보행상태 분석정보로서 출력하는 위치기반 보행상태 분석부와, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석에 의한 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보 및 사용자 위치정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 상기 위치정보의 해당 층의 평지를 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 또는 계단을 내려가고 있는지, 총 보행 수, 올라간 층수, 올라가 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하는 분석부; 및 상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 보행상태정보를 저장부에 저장하고, 디스플레이부에 표시하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법은: 보행상태 분석부가 적어도 하나 이상의 센서 보행정보 제공부로부터 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집과정; 및 상기 보행상태 분석부가 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태 분석에 따른 보행상태정보를 생성하는 보행상태 분석과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보행상태 분석과정은, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하여 제1보행상태 분석정보를 생성하는 제1보행상태 분석단계; 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하여 제2보행상태 분석정보를 생성하는 제2보행상태 분석단계; 및 상기 제1보행상태 분정보석 및 제2보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 분석단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2보행상태 분석 단계는, 수집되는 기압데이터 중 제1개수 단위로 데이터를 추출하는 데이터 추출단계; 추출된 기압데이터와 이전 기압데이터와 비교하여 기압데이터 비교 결과값을 생성하는 비교단계; 수집된 기압데이터에 대한 기압데이터 비교 결과값을 제2개수 단위로 누적한 누적 값을 계산하는 비교 결과값 누적단계; 상기 누적 값에 따라 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막길을 오르고 있는지, 내리막길을 오르고 있는지를 판단하는 보행상태 판단단계; 및 상기 판단에 따른 상기 제2보행상태 분석정보를 생성하는 분석정보 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은: 상기 보행상태 분석부가 적어도 건물의 각 층 및 각 층간의 계단 중간에 설치된 위치 보행정보 제공부가 송신하는 자신의 고유 식별정보를 포함하는 비콘신호를 보행정보로써 수집하는 위치 보행정보 수집과정을 더 포함하되, 상기 보행상태 분석과정은, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 사용자 위치정보와 상기 제2보행상태 분석정보에 의해 사용자가 임의의 층을 보행하고 있는지, 계단을 통해 다른 층으로 올라가고 있는지, 계산을 통해 다른 층으로 내려가는지에 대한 정보를 포함하는 제2보행상태 분석정보 및 상기 사용자 위치정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 보행상태 분석과정은, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 위치 보행상태 분석정보로서 출력하는 위치기반 보행상태 분석단계; 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석단계; 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지인 임의의 층을 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 계단을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석단계; 및 상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석에 따른 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 보행상태정보 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보행상태 분석과정은, 상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 올라간 층수, 계단수, 내려간 층수, 계단수, 및 평지 걸음수를 산출하고, 상기 올라간 층수, 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수, 평지 걸음수를 더 포함하는 상기 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은: 상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보, 상기 보행상태정보를 디스플레이부에 표시하는 출력 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은: 상기 올라간 층수, 올라간 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수, 평지 보행수에 따른 보행상태에 대한 소모 칼로리를 계산하는 칼로리 계산과정을 더 포함하되, 상기 출력과정에서 계산된 칼로리를 상기 디스플레이부를 통해 더 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 사용자가 착용하거나 소유하고 있는 IoT 디바이스의 기압센서를 통해 획득되는 기압데이터의 변화 상태를 모니터링하고 그 변화 상태에 따라 누적함으로서 보행정보로서 사용자가 오르막을 올라가고 있는지, 오르막을 내려가고 있는지, 평지를 걷고 있는지 등의 보행환경을 판단할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 사용자가 착용하거나 소유하고 있는 IoT 디바이스 및 건물 등의 층별로 설치된 IoT 디바이스를 이용하여 사용자의 보행수 및 보행거리뿐만 아니라 사용자가 실내에 있는지 실외에 있는지, 평지를 걷고 있는지, 계단을 오르고 있는지 계단을 내려가고 있는지에 대한 보행환경을 포하하는 보다 많은 보행상태정보를 획득할 수 있는 효과를 갖는다.

이와 같이 본 발명은 사용자가 걷고 있는 곳이 실내인지, 실외인지, 평지인지 계단인지, 그 오르고 내린 층수 및 계단수를 알 수 있으므로 보다 더 정확한 운동량을 계산할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 보행상태 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 비콘신호를 이용한 위치기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 가속도데이터를 이용한 가속도기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 기압데이터를 이용한 기압기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 기압데이터 수집 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 결과의 정확도를 나타낸 예상 및 실제 분석 결과표를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 시스템에서의 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템은 적어도 하나 이상의 보행정보 제공부(100) 및 보행상태 분석부(200)를 포함한다.

보행정보 제공부(100) 및 보행상태 분석부(200)는 스마트폰, 스마트패드 등과 같은 하나의 장치에 구성될 수도 있고, 보행정보 제공부(100)는 스마트와치, 만보계, 블루투스(Bluetooth: BLE) 비콘 송신부 등과 같은 사물인터넷(Internet of Thing: IoT) 디바이스 형태로 구성되고, 보행상태 분석부(200)는 스마트폰, 스마트패드 등과 같은 스마트 단말기의 형태로 구성될 수 있을 것이다.

후자의 경우, 보행정보 제공부(100) 및 보행상태 분석부(200)는 블루투스(Bluetooth: BLE), 지그비(Zigbee) 등과 같은 근거리 무선통신 방식이 적용되어 상호 근거리 무선 데이터 통신을 수행할 수 있으나, 블루투스 근거리 무선통신 방식을 적용하는 것이 바람직할 것이다.

보행정보 제공부(100)는 도 1에서 나타낸 바와 같이 가속도센서모듈(110) 및 기압센서모듈(120)을 포함하고, 상기 가속도센서모듈(110) 대신 또는 추가적으로 만보계모듈(130)을 포함하는 센서 보행정보 제공부(100-1), 자신의 고유 식별정보인 비콘 식별정보를 포함하는 비콘신호를 방송하는 위치 보행정보 제공부(100-2)로 구분될 수 있을 것이다.

상기 센서 보행정보 제공부(100-1)의 가속도 센서모듈(110)은 3축 가속도센서를 포함하여 사용자의 보행환경에서의 움직임, 즉 보행환경에서의 보행에 따른 3축에 대한 가속도데이터를 생성하여 출력한다.

기압 센서모듈(120)은 기압센서를 포함하여 사용자가 위치한 고도에 따른 기압을 측정하고, 측정된 기압에 대한 기압데이터를 생성하여 출력한다.

만보계모듈(130)은 가속도센서를 포함하여 사용자의 보행에 따른 가속도데이터에 기반하여 보행수를 계산하고, 계산된 보행수 정보 및 가속도데이터를 출력한다.

센서 보행정보 제공부(100-1)는 상기 가속도데이터 및 기압데이터 등을 포함하는 센서데이터를 포함하는 보행정보를 보행상태 분석부(200)로 제공한다. 센서 보행정보 제공부(100-1)는 가속도 센서모듈(110) 대신 만보계모듈(130)을 포함할 수도 있고, 추가적으로 만보계모듈(130)을 포함할 수도 있을 것이다. 전자의 경우, 보행정보에는 만보계모듈(130)에서 측정되는 가속도데이터를 포함하고, 가속도데이터와 함께 보행수 정보가 더 포함될 수도 있을 것이다. 그리고 후자의 경우, 보행정보는 가속도데이터, 기압데이터 및 보행수정보가 포함될 수 있을 것이다.

위치 보행정보 제공부(100-2)는 도로에 일정 간격으로 설치될 수도 있고, 적어도 건물의 각 층별 및 각 층간 계단의 중간에 설치될 수도 있으나 일반 도로보다는 건물 등에 설치되는 것이 바람직할 것이다.

상기 위치 보행정보 제공부(100-2)는 자신의 고유 식별정보인 비콘 식별정보를 포함하는 비콘신호를 방송한다. 상기 위치 보행정보 제공부(100-2)는 자신이 설치된 층 정보(지하 1층, 1층, 2층 등) 및 층간 정보(0.5층, 1.5층, 2.5층, 등)의 정보를 포함하는 위치통지정보를 비콘신호에 더 실어 전송할 수도 있을 것이다.

보행상태 분석부(200)는 보행정보 제공부(100)로부터 보행정보를 수신하고, 보행정보의 가속도데이터로부터 보행수 및 평지, 올라감, 내려감 등에 대한 보행환경을 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 기압데이터의 기압변화량에 따라 사용자가 평지를 보행중인지 오르막을 보행중인지, 내리막을 보행중인지 대한 보행환경을 포함하는 제2보행상태 분석을 수행하고, 분석에 대한 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석정보를 생성하며, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치한 위치를 판단하여 사용자 위치정보를 생성하며, 상기 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 사용자 위치정보를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성한 후 저장하고, 표시한다. 상기 보행상태 분석부(200)의 상세 구성 및 동작은 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 보행상태 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

보행상태 분석부(200)는 저장부(210), 디스플레이부(220), 입력부(230), 무선통신부(240) 및 제어부(250)를 포함한다.

저장부(210)는 본 발명에 따른 보행상태 분석부(200)의 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터 및 상기 제어프로그램 수행에 필요한 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함한다. 상기 데이터영역에는 본 발명에 따라 가속도데이터, 기압데이터, 비콘 식별정보, 비콘신호 RSSI값, 비콘 식별정보별 비콘 위치정보, 분석된 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보, 사용자 위치정보, 보행상태정보, 센서 보행정보 제공부 페어링 정보 등을 저장할 수 있을 것이다.

디스플레이부(220)는 제어부(250)의 제어를 받아 보행상태 분석부(200)의 동작상태, 본 발명에 따른 보행상태 분석정보, 사용자 위치정보, 보행상태정보 등과 같은 다양한 정보들을 텍스트, 아이콘, 그래프, 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface: GUI) 등의 그래픽 이미지, 정지영상, 동영상 중 어느 하나 이상으로 표시한다.

입력부(230)는 볼륨, 전원 등의 버튼을 구비하고 눌린 버튼에 대응하는 버튼신호를 출력하는 버튼입력장치, 기능의 선택 및 텍스트를 입력할 수 있는 키입력장치, 상기 디스플레이부(220)의 화면에 일체로 구성되어 터치되는 화면상의 위치에 대응하는 위치신호를 출력하는 터치패드, 사용자가 움직이는 대로 움직여 움직이는 방향에 따른 방향신호를 출력하여 상기 디스플레이부(220)의 화면에 표시되는 커서를 화면상에서 움직이고, 커서가 가리키는 위치에 대한 선택, 실행 등의 명령을 전송하는 마우스 등 중 적어도 하나 이상을 포함하여 사용자가 다양한 정보를 입력할 수 있도록 한다.

무선통신부(240)는 별도의 창치로 구성되는 보행정보 제공부(100)와 근거리 무선데이터 통신을 수행하고 제어를 받아 위치 보행정보 제공부(100-2)로부터 수신되는 비콘신호의 수신신호전계강도(Received Signal Strength Indicator: RSSI)를 측정하여 출력하는 근거리 무선통신모듈(241)을 포함하고, 인터넷망 등의 인프라망에 접속할 수 있는 원거리 무선통신모듈(242)을 포함한다.

상기 근거리 무선통신모듈(241)은 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등이 될 수 있으며, 블루투스인 것이 바람직할 것이다. 또한, 블루투스는 저전력 BLE 비콘신호를 수신할 수 있는 버전이 적용되는 것이 바람직할 것이다.

제어부(250)는 보행정보 수집부(260), 분석부(270), 분석정보 출력부(290)를 포함하고, 실시예에 따라 칼로리 계산부(280)를 더 포함하여 본 발명에 따른 보행상태 분석부(200)의 전반적인 동작을 제어한다.

보행정보 수집부(260)는 페어링된 센서 보행정보 제공부(100-1)로부터 가속도데이터, 기압데이터 등의 센서데이터 또는 센서데이터 및 보행수를 포함하는 보행정보를 수집하는 센서데이터 수집부(251) 및 근거리 무선통신모듈(241)을 통해 임의의 위치 보행정보 제공부(100-2)가 방송하는 비콘신호의 수신여부를 모니터링하고 비콘신호의 수신 시 비콘신호에 포함된 비콘 식별정보를 포함하는 위치통지정보를 포함하는 보행정보를 추출하여 출력하며, 상기 근거리 무선통신모듈(241)을 제어하여 상기 비콘신호의 RSSI를 획득하여 출력한다.

분석부(270)는 위치기반 보행상태 분석부(271), 기압기반 보행상태 분석부(272), 가속도 기반 보행상태 분석부(273) 및 종합 보행상태 분석부(274)를 포함하여 수신되는 보행정보들을 분석하여 보행상태정보를 생성하여 출력한다.

구체적으로 설명하면, 위치기반 보행상태 분석부(271)는 보행정보 수집부(250)의 위치정보 수집부(252)로부터 위치통지정보 및 RSSI를 포함하는 보행정보를 입력받고, 사용자가 위치한 현재의 위치를 분석하여 현재의 사용자 위치정보를 포함하는 위치 보행상태 분석정보를 생성하여 출력한다.

상기 위치통지정보는 비콘 식별정보만 포함될 수도 있고, 비콘 식별정보, 층 정보 또는 층간 정보, 층의 지역정보 등을 포함할 수도 있을 것이다. 전자의 경우, 위치기반 보행상태 분석부(271)는 비콘 식별정보에 의해 저장부(210)에 미리 저장되어 있는 비콘 식별정보별 비콘 위치정보로부터 해당 층 정보 또는 층간 정보, 층의 지역정보 등을 포함하는 비콘 위치정보를 로드하여야 할 것이다.

위치기반 보행상태 분석부(271)는 층 정보 및 층의 지역정보 중 어느 하나 또는 층간 정보가 수신 또는 로드되면 사용자가 어떤 위치 보행정보 제공부(100-2)가 설치된 층에 위치하였는지를 대략적으로 판단할 수 있으며, RSSI에 의해 상기 위치 보행정보 제공부(100-2)의 위치로부터 어느 정도의 거리에 위치하였는지를 판단한다.

또한, 위치 기반 보행상태 분석부(271)는 둘 이상, 바람직하게는 셋 이상의 위치 보행정보 제공부(100-2)에 대한 RSSI가 수신되는 경우 RSSI가 가장 센 위치 보행정보 제공부(100-1)의 위치를 기준으로 하되, 3개의 RSSI에 의한 삼각법에 의해 사용자의 보다 정확한 위치를 계산한다. 또한 계산한 위치가 사용자가 위치할 수 없는 위치인 경우, 위치 기반 보행상태 분석부(271)는 가장 인접한 층 또는 층간 계단으로 위치를 보정하도록 구성될 수도 있을 것이다. 위치기반 보행상태 분석방법은 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

기압기반 보행상태 분석부(272)는 센서데이터 수집부(251)로부터 연속되는 기압데이터를 입력받고, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지에 대한 보행환경 정보를 포함하는 제2보행상태 분석을 수행하고, 분석에 따른 제2보행상태 분석정보를 생성한다. 기압기반 보행상태 분석부(272)의 기압기반 보행상태 분석방법은 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

가속도 기반 보행상태 분석부(273)는 센서데이터 수집부(251)로부터 가속도데이터를 입력받고, 가속도데이터를 분석하여 사용자의 보행수, 보행환경 등을 포함하는 제1보행상태 분석정보를 생성하여 출력한다. 상기 가속도기반 보행상태 분석부(273)의 가속도 기반 보행상태 분석방법은 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

종합 보행상태 분석부(274)는 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여, 사용자가 어떤 위치에서 어떤 종류 및 형태의 길을 보행하고 있는지 등에 대한 보행환경을 분석하고, 그 보행수를 종합적으로 분석한다. 예를 들어, 위치가 건물 밖인 경우, 종합 보행상태 분석부(274)는 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지, 그때의 보행수 등을 분석하고, 건물 내(Indoor)인 경우, 사용자가 몇 층에 위치하고 있는지, 해당 층을 보행하고 있는지, 아니면 몇 층에서 몇 층으로 층간 이동을 하고 있는지, 층간 이동을 하고 있다면 층간 계단을 오르고 있는지, 층간 계단을 내려가고 있는지를 판단하며, 오르고 내려가는 층수, 계단수, 보행수를 계산한다.

칼로리 계산부(280)는 가속도 기반 보행상태 분석부(273)에 의해 분석된 보행수에 대응하는 칼로리만 계산할 수도 있고, 상기 종합 보행상태 분석부(274)에 의해 분석되는 평지 보행수, 오르막 보행수, 내리막 보행수에 서로 다른 제1가중치, 제2가중치, 제3가중치 할당하여 칼로리를 계산하거나, 층 평지 보행수, 올라간 계단수, 내려간 계단수에 따른 서로 다른 제4가중치, 제5가중치, 제6가중치를 할당하여 칼로리를 계산할 수 있다. 제1가중치와 제4가중치, 제2가중치와 제5가중치, 제3가중치와 제6가중치는 동일하게 적용될 수 있고, 제4가중치가 제1가중치보다 높게, 제5가중치가 제2가중치보다 높게, 제6가중치가 제3가중치보다 높게 설정될 수도 있고, 그 반대로 설정될 수도 있을 것이다. 상기 가중치들 중 계단을 올라가는 경우의 가중치가 가장 높게 설정될 수 있을 것이다.

분석정보 출력부(290)는 상기 분석부(270)에서 분석된 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 보행상태정보를 저장부(210)에 저장하거나 디스플레이부(220)를 통해 표시한다.

도 3은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 우선 보행상태 분석부(200)의 제어부(250)는 센서 보행정보 제공부(100-1)와 페어링을 수행하여 연결하고, 현재 위치를 설정하는 초기화를 수행한다(S111). 보행정보가 수행되지 않는 경우의 현재 위치 설정은 보행상태 분석부(200)의 GPS 모듈(미도시)에 의한 위성 기반의 위치 및 원거리 무선통신모듈(242)을 통한 기지국(미도시) 기반의 위치에 의해 설정될 수 있을 것이다. GPS 모듈 및 기지국 기반의 위치획득 기술 자체는 공지의 기술이므로 그 설명을 생략한다.

센서 보행정보 제공부(100-1)와 페어링이 완료되면 제어부(250)는 센서 보행정보 제공부(100-1) 및 위치 보행정보 제공부(100-2) 중 어느 하나 이상으로부터 보행정보가 수신되는지를 검사한다(S113).

보행정보가 수신되면 제어부(250)는 보행정보가 센서데이터를 포함하는 보행정보인지(S115), 위치통지정보를 포함하는 보행정보인지(S117)를 판단한다.

판단결과, 위치통지정보를 포함하는 보행정보이면 제어부(250)는 위치기반 보행상태 분석부(271)를 통해 실내, 즉 건물 내인 것으로 판단하고, 연속되는 위치통지정보에 의해 실내 위치 및 사용자의 이동을 분석하는 위치기반 보행상태 분석을 수행하여 위치기반 보행상태 분석정보를 생성한다(S121).

반면, 센서데이터를 포함하는 보행정보이면 제어부(250)는 센서데이터가 기압데이터인지 가속도 데이터인지를 판단한다(S123).

가속도데이터이면 제어부(250)는 가속도 기반 보행상태 분석부(273)를 통해 가속도기반 보행상태 분석을 수행하여 가속도기반 보행상태 분석정보를 생성하여 출력하고(S125), 기압데이터이면 기압기반 보행상태 분석부(272)를 통해 기압기반 보행상태 분석을 수행하여 기압기반 보행상태 분석정보를 생성하여 출력한다(S127).

보행상태 분석이 수행되면 제어부(250)는 종합 보행상태 분석부(274)를 통해 상기 위치기반 보행상태 분석정보, 기압기반 보행상태 분석정보, 가속도 기반 보행상태 분석정보 중 하나 이상을 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 출력한다(S129).

보행상태정보가 생성되면 제어부(250)는 칼로리 계산부(280)를 통해 보행상태정보에 근거하여 사용자 보행상태에 따른 칼로리를 계산하고(S131), 분석정보 출력부(290)를 통해 상기 칼로리를 포함하는 보행상태 정보를 저장부(210)에 저장하고, 디스플레이부(220)에 표시한다(S133).

도 4는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 비콘신호를 이용한 위치기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 제어부(250)의 위치기반 보행상태 분석부(271)는 상기 도 3의 S117단계에서 수신된 위치통지정보를 포함하는 비콘신호에서 위치통지정보를 검출하고, 상기 위치통지정보의 비콘 식별정보를 검출하여 상기 비콘 식별정보가 저장부(210)에 미리 등록되어 있는 비콘 식별정보인지를 판단하여 등록된 BLE 비콘 송신기(이하 "비콘"이라 함)인 위치 보행정보 제공부(100-2)로부터 수신된 것인지를 판단한다(S211).

등록된 비콘으로부터 수신된 위치통지정보이면 위치기반 보행상태 분석부(271)는 위치통지정보의 비콘 식별정보에 의해 저장부(200)에 미리 저장되어 있는 비콘 식별정보별 비콘 위치정보를 참조하여 상기 비콘 식별정보를 가지는 비콘 위치정보를 획득한다(S213). 반면, 상술한 바와 같이 상기 위치통지정보가 비콘 식별정보뿐만 아니라 비콘 위치정보를 포함할 수도 있으며, 이 경우 위치기반 보행상태 분석부(271)는 위치통지정보로부터 비콘 위치정보를 획득할 수도 있을 것이다.

비콘 위치가 획득되면 위치기반 보행상태 분석부(271)는 위치정보 수집부(262)로부터 상기 위치통지정보를 포함하는 비콘신호의 RSSI를 획득한(S215) 후, 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 RSSI를 보정한다(S217).

RSSI가 보정되면 위치기반 보행상태 분석부(271)는 RSSI값의 크기에 따라 상기 비콘 위치정보의 비콘 위치로부터의 거리를 계산하여 사용자의 위치를 검출한다(S219). 하나의 비콘에 대해 연속적으로 획득되는 RSSI만을 반영한 사용자의 위치는 방향까지는 알 수 없으므로 상기 기압기반의 보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여야만 방향에 대한 정보를 획득할 수 있을 것이다.

사용자의 위치가 확인되어 사용자 위치정보가 생성되면 위치기반 보행상태 분석부(271)는 사용자의 현재 위치를 저장하는 사용자 위치 파라미터를 상기 검출된 위치로 설정하고 설정된 현재의 사용자 위치정보를 포함하는 위치기반 보행상태 분석정보를 생성한다(S221).

도 5는 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 가속도데이터를 이용한 가속도기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 가속도 기반 보행상태 분석부(273)는 도 3의 S123의 판단에서 가속도데이터가 획득되면 획득된 가속도 데이터를 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine: SVM)에 적용하여 수평(X,Y) 및 수직(Z) 요소를 계산한다(S311).

수평 및 수직 요소가 계산되면 가속도 기반 보행상태 분석부(273)는 가속도센서 기반 학습모델에 적용하여 3개의 보행환경, 즉 '평지', '올라감', '내려감'에 대한 가중치를 검출한다(S313).

가중치가 검출되면 가속도 기반 보행상태 분석부(273)는 3개의 가중치 중 가장 큰 가중치를 추출하고(S315), 상기 가장 큰 가중치에 의해 3개의 보행상태, 즉, 평지 보행, 오르막 보행, 내리막 보행 중 큰 가중치 값에 대응하는 보행상태를 현재 사용자의 보행상태로 결정하고, 가속도 데이터에 의한 보행수를 계산하고, 보행수 및 보행환경을 포함하는 제1보행상태 분석정보를 생성한다(S317).

도 6은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법 중 기압데이터를 이용한 기압기반 보행상태 분석 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템의 기압데이터 수집 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 6 및 도 7을 참조하여 기압기반의 보행상태 분석 방법을 설명한다.

기압기반 보행상태 분석부(272)는 도 3의 S123에서 기압데이터(1)가 획득되면 첫 번째 기압데이터인지를 판단한다(S411).

획득된 기압데이터(1)가 첫 번째 기압데이터(1-1)이면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 수신된 첫 번째 기압데이터(1-1)의 기압 값을 제1파라미터로 설정한다(S413).

제1파라미터가 설정되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 도 7에서 나타내고 있는 바와 같이 네 번째 기압데이터(1-4)까지 선택하지 않고, 다섯 번째 기압데이터(1-5)를 선택한다(S415).

수신된 다섯 번째 기압데이터(1-5)가 수신되어 선택되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 다섯 번째 기압데이터(1-5)의 기압 값을 제2파라미터로 설정한다(S417).

제1파라미터 및 제2파라미터가 설정되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 제1파라미터 및 제2파라미터를 비교하여, 즉 제2파라미터에서 제1파라미터를 감산하여 비교 결과값을 계산한다(S419). 예를 들어 제2파라미터가 제1파라미터보다 크면 비교 결과값은 플러스(+)이고, 제2파라미터가 제1파라미터보다 작으면 마이너스(??)일 것이다.

상기 비교 결과값이 계산되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 상기 비교 결과값을 데이터셋(2)에 설정한다(S421). 데이터셋(2)은 도 7에서 나타낸 바와 같이 일정 개수의 비교 결과값으로 구성될 수 있으나, 10개로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 기압기반 보행상태 분석부(272)는 계산된 비교 결과값이 데이터셋에 설정되면 데이터셋에 10개의 비교 결과값이 설정되어 완성되었는지를 판단한다(S423).

데이터셋이 완성되지 않았으면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 제2파라미터를 제1파라미터로 설정하여 제1파라미터를 초기화하고(S424), 초기화 이후 다시 다섯 번째 기압데이터만을 선택하여 비교 결과값을 계산하는 S415 내지 S423을 반복 수행하여 데이터셋을 완성한다.

데이터셋이 완성되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 10개의 비교 결과값을 누적하여 누적 비교 결과값을 생성한다. 예를 들어, 데이터셋이 {+, +, -, +, -, +, +, +, -, +} 이면 누적 비교 결과값은 4일 것이다.

누적 비교 결과값이 생성되면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 누적 비교 결과값이 제1범위 내의 값인지(S427), 제2범위 내의 값인지(S429), 제3범위 내의 값인지(S431)를 판단한다. 상기 제1범위는 10 내지 6이고, 제2범위는 ??5 내지 5, 제3범위는 ??10 내지 ??6이다. 따라서 상기 예의 경우 누적 비교 결과값은 4이므로 제2범위에 속할 것이다.

상기 누적 비교 결과값이 제1범위이면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 보행상태를 올라감으로 판단하고 올람감에 대한 제2보행상태 분석정보를 생성한다(S433).

상기 누적 비교 결과값이 제2범위이면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 보행상태를 평지로 판단하고 평지에 대한 제2보행상태 분석정보를 생성한다(S435).

마지막으로 누적 비교 결과값이 제3범위이면 기압기반 보행상태 분석부(272)는 보행상태를 내려감으로 판단하고, 내겨감에 대한 제2보행상태 분석정보를 생성한다(S437).

도 8은 본 발명에 따른 멀티센서 기반 보행상태 분석 결과의 정확도를 나타낸 예상 및 실제 분석 결과표를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 도 8은 각 층별(1층 ~ 5층)에서 3가지 보행상태를 수행한 결과를 나타내고 있다. 예를 들어 도 8과 같이 3층에서 보행하고 있을 경우에, 정확한 층수가 판단된다면 결과는 파란색 박스의 데이터와 같으며, 그 중, 파란색 칸 중, 회색으로 표시된 칸의 데이터는 3가지 보행사태도 일치하는 경우의 데이터를 나타낸다. 최종적으로 아래 표 중, 회색으로 표현된 칸의 데이터가 실내 층수 및 보행상태가 정확하게 일치하는 정확도를 표현하고 있으며, 총 21,000개의 보행데이터를 수집하여 정확도를 분석하였으며, 층수 판단과 보행상태가 모두 정확하게 일치한 정확도는 대략 91.14%임을 알 수 있다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

1: 기압데이터 2: 데이터셋
100: 보행정보 제공부 100-1: 센서 보행정보 제공부
100-2: 위치 보행정보 제공부 110: 가속도센서모듈
120: 기압센서모듈 130: 만보계모듈
200: 보행상태 분석부 210: 저장부
220: 디스플레이부 230: 입력부
240: 무선통신부 241: 근거리 무선통신부
242: 원거리 무선통신부 250: 제어부
260: 보행정보 수집부 261: 센서데이터 수집부
262: 위치정보 수집부 270: 분석부
271: 위치기반 보행상태 분석부
272: 기압기반 보행상태 분석부
273: 가속도 기반 보행상태 분석부
274: 종합 보행상태 분석부
280: 칼로리 계산부 290: 분석정보 출력부

Claims

기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 전송하는 적어도 하나 이상의 센서 보행정보 제공부; 및
상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태 분석에 따른 보행상태정보를 생성하는 보행상태 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서 보행정보 제공부는,
만보계 및 스마트와치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서 보행정보 제공부는,
상기 보행정보를 근거리 무선통신을 통해 무선으로 송신하고,
상기 보행상태 분석부는,
하나 이상의 상기 센서 보행정보 제공부와 근거리 무선통신을 수행하여 상기 보행정보를 수신하는 근거리 무선통신모듈;
상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및
상기 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 센서 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 보행상태정보를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제1항에 있어서,
상기 보행상태 분석부는,
상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및
상기 센서 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 보행상태정보를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서 보행정보 제공부로부터 상기 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집부;
상기 가속도 기반 보행상태 분석부, 상기 기압기반 보행상태 분석부 및 상기 종합 보행상태 분석부를 포함하여 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석부 및 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부를 포함하여 제1보행상태 분석에 따른 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 분석부; 및
상기 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 보행상태정보를 저장부에 저장하고, 디스플레이부에 표시하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제5항에 있어서,
상기 기압기반 보행상태 분석부는,
수집되는 기압데이터 중 제1개수 단위로 데이터를 추출하고, 이전 기압데이터와 비교하여 기압데이터 비교 결과값을 생성하며, 수집된 기압데이터의 기압데이터 비교 결과값을 제2개수 단위로 누적한 누적 값을 계산하고, 누적 값에 따라 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막길을 오르고 있는지, 내리막길을 오르고 있는지를 판단하고, 판단에 따른 상기 제2보행상태 분석정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제1항에 있어서,
건물의 각 층 및 각 층간 계단의 중간에 배치되어 자신의 고유의 비콘 식별정보를 포함하는 비콘신호를 보행정보로서 송신하는 위치 보행정보 제공부를 더 포함하되,
상기 보행상태 분석부는,
상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 사용자 위치정보를 더 포함하는 보행상태정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제7항에 있어서,
상기 센서 보행정보 제공부 및 위치 보행정보 제공부는,
상기 보행정보를 근거리 무선통신을 통해 무선으로 송신하고,
상기 보행상태 분석부는,
하나 이상의 상기 센서 보행정보 제공부 및 위치 보행정보 제공부와 근거리 무선통신을 수행하여 상기 보행정보를 수신하는 근거리 무선통신모듈;
상기 보행정보를 저장하고, 보행상태 분석 정보 및 보행상태정보를 저장하는 저장부; 및
상기 근거리 무선통신모듈을 통해 상기 센서 보행정보 제공부 및 상기 위치 보행정보 제공부로부터 보행정보를 수집하여 상기 저장부에 저장하고, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자의 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석에 의한 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보 및 사용자 위치정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 상기 사용자 위치정보의 해당 층의 평지를 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 또는 계단을 내려가고 있는지, 총 보행 수, 올라간 층수, 올라가 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수를 포함하는 보행상태정보를 생성하여 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 센서 보행정보 제공부로부터 상기 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집부;
상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 위치를 검출하고 검출된 위치에 대한 위치정보를 위치 보행상태 분석정보로서 출력하는 위치기반 보행상태 분석부와, 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석부와, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막을 오르고 있는지, 내리막을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석부와, 상기 제1보행상태 분석에 의한 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보 및 사용자 위치정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 상기 위치정보의 해당 층의 평지를 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 또는 계단을 내려가고 있는지, 총 보행 수, 올라간 층수, 올라가 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석부를 포함하는 분석부; 및
상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보 및 보행상태정보를 저장부에 저장하고, 디스플레이부에 표시하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 시스템.
보행상태 분석부가 적어도 하나 이상의 센서 보행정보 제공부로부터 기압데이터 및 가속도데이터를 포함하는 보행정보를 수집하는 보행정보 수집과정; 및
상기 보행상태 분석부가 상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하고, 상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행한 후 상기 제1보행상태 분석 및 제2보행상태 분석에 따른 보행상태정보를 생성하는 보행상태 분석과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제10항에 있어서,
상기 보행상태 분석과정은,
상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하여 제1보행상태 분석정보를 생성하는 제1보행상태 분석단계;
상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지를 보행중인지, 오르막길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하여 제2보행상태 분석정보를 생성하는 제2보행상태 분석단계; 및
상기 제1보행상태 분정보석 및 제2보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여 보행상태정보를 생성하는 종합 분석단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제11항에 있어서,
상기 제2보행상태 분석 단계는,
수집되는 기압데이터 중 제1개수 단위로 데이터를 추출하는 데이터 추출단계;
추출된 기압데이터와 이전 기압데이터와 비교하여 기압데이터 비교 결과값을 생성하는 비교단계;
수집된 기압데이터에 대한 기압데이터 비교 결과값을 제2개수 단위로 누적한 누적 값을 계산하는 비교 결과값 누적단계;
상기 누적 값에 따라 사용자가 평지를 걷고 있는지, 오르막길을 오르고 있는지, 내리막길을 오르고 있는지를 판단하는 보행상태 판단단계; 및
상기 판단에 따른 상기 제2보행상태 분석정보를 생성하는 분석정보 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제10항에 있어서,
상기 보행상태 분석부가 적어도 건물의 각 층 및 각 층간의 계단 중간에 설치된 위치 보행정보 제공부가 송신하는 자신의 고유 식별정보를 포함하는 비콘신호를 보행정보로써 수집하는 위치 보행정보 수집과정을 더 포함하되,
상기 보행상태 분석과정은,
상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 생성하며, 사용자 위치정보와 상기 제2보행상태 분석정보에 의해 사용자가 임의의 층을 보행하고 있는지, 계단을 통해 다른 층으로 올라가고 있는지, 계산을 통해 다른 층으로 내려가는지에 대한 정보를 포함하는 제2보행상태 분석정보 및 상기 사용자 위치정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제13항에 있어서,
상기 보행상태 분석과정은,
상기 비콘신호에 의해 사용자가 위치하는 층 정보를 포함하는 사용자 위치를 검출하고 검출된 사용자 위치에 대한 사용자 위치정보를 위치 보행상태 분석정보로서 출력하는 위치기반 보행상태 분석단계;
상기 가속도데이터에 의해 상기 센서 보행정보 제공부를 가지고 있는 사용자의 보행수를 포함하는 제1보행상태 분석을 수행하는 가속도 기반 보행상태 분석단계;
상기 기압데이터의 기압변화량에 따라 상기 사용자가 평지인 임의의 층을 보행중인지, 계단을 오르고 있는지 계단을 내려가고 있는지에 대한 제2보행상태 분석을 수행하는 기압기반 보행상태 분석단계; 및
상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석에 따른 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석에 따른 제2보행상태 분석정보를 포함하는 보행상태정보를 생성하는 보행상태정보 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제14항에 있어서,
상기 보행상태 분석과정은,
상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보 및 제2보행상태 분석정보를 종합적으로 분석하여 사용자가 올라간 층수, 계단수, 내려간 층수, 계단수, 및 평지 걸음수를 산출하고, 상기 올라간 층수, 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수, 평지 걸음수를 더 포함하는 상기 보행상태정보를 생성하는 종합 보행상태 분석단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제15항에 있어서,
상기 위치 보행상태 분석정보, 제1보행상태 분석정보, 제2보행상태 분석정보, 상기 보행상태정보를 디스플레이부에 표시하는 출력 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.
제15항에 있어서,
상기 올라간 층수, 올라간 계단수, 내려간 층수, 내려간 계단수, 평지 보행수에 따른 보행상태에 대한 소모 칼로리를 계산하는 칼로리 계산과정을 더 포함하되,
상기 출력과정에서 계산된 칼로리를 상기 디스플레이부를 통해 더 표시하는 것을 특징으로 하는 멀티센서 기반 보행상태 분석 방법.