KR20200121624A - 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서를 포함하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류가 제공된다.
또한, 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서; 상기 감지된 압력 신호가 미리 설정된 임계값 이상인지를 판단하여 상기 임계값 이상인 경우에 상기 감지된 압력 신호를 출력하는 예비 판단부; 상기 예비 판단부를 통해 출력된 압력 신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환하고 상기 주파수영역으로 변환된 압력 신호에 대해 특징을 추출하는 신호 처리부; 상기 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴을 미리 저장된 표준 패턴과 비교하여 상기 바닥에 대한 낙상 여부를 판단하는 낙상 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라 경보신호를 발생하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템이 제공된다.

Description

직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템{Smart clothing equipped with fabric-based pressure sensor and falling-response system using the same}
본 발명은 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템에 관한 것이다.
최근 스마트 의류에 대한 관심이 높아지고 있다. 스마트 의류를 구현하기 위해서는 사용자의 터치 동작을 감지할 수 있는 압력센서가 필요하다. 압력센서는 압전방식이 널리 보급되어 있다. 일반적인 압전 방식의 센서는 압전재료가 2개의 전극판 사이에 개재된 구조를 취하는데, 스마트 의류에 채용되기 위해서는 유연성이 크게 개선되어야 한다.
유연성이 개선된 압력센서에 관한 선행문헌으로는 공개특허 제2007-7809호 "직물형 터치 센서" 등이 있다. 도1을 참조하면, 선행문헌이 개시하는 센서는 제1 및 제2 외부 도전성 층(12, 14)과 이들 사이에 개재되는 제3층(16)으로 구성되며, 제3 층은 압전 저항 재료(18)로 코팅된 비도전성 직물이다. 즉, 선행문헌은 주지된 압전방식의 압력센서 구조를 이용하되, 전극판(12, 14)을 얇게 필름화하고, 이 필름화된 전극판 사이에 개재되는 압전재료(18)를 직물을 매개로 필름화함으로써 유연성을 높인 것이다. 그러나 선행문헌에 개시된 압력센서는 고가의 압전재료가 포함되어야 하고 제조가 용이하지 않다.
따라서 압전재료가 필요치 않은 정전용량 방식의 직물형 압력센서에 대한 연구가 진행되고 있다. 정전용량 방식의 압력센서는 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이 섬유피복된 금속사로 제직되며, 경사와 위사 사이의 거리변화(d1, d2)에 따라 정전용량이 변화하는 구조이다. 즉, 정전용량의 변화를 측정하면 압력센서에 가해진 압력의 유무를 식별할 수 있는 것이다.
상기한 정전용량 방식의 직물형 압력센서는 전자회로, 이를테면 위에서 언급한 정전용량의 변화를 측정하는 기능이 구현된 회로와 연결되어 동작하게 된다. 이를 위해 압력센서에는 경사들을 연결하는 전극부와 위사들을 연결하는 전극부가 구비되어야 하고, 전극부와 상기 전자회로를 연결하는 신호선로가 구비되어야 한다.
전극부 형성 방법으로는 직물형 압력센서의 경사와 위사들 일측을 일부 박피하고, 솔더페이스트(solder paste)를 이용하여 노출된 금속사들을 전극판에 부착하는 방법이 있다. 직물형 압력센서의 형상을 사각형이라 가정하면, 상측 또는 하측에 하나의 전극판 그리고 좌측 또는 우측에 또 하나의 전극판이 구비된다.
이와 같은 직물형 압력 센서는 경사와 위사들이 직조되어 있어 두께가 뚜꺼워 최근에 얇으면서도 보습성이 뛰어난 의류 제작 흐름과 부합되지 않는 문제점이 있었다.
국내특허공개번호 10-2007-7809호 국내특허공개번호 10-2018-0046391호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 단일층으로 직물 압력 센서를 제조하여 의류 두께를 줄일 수 있도록 하고, 이러한 직물 압력 센서를 낙상이 발생할 때 주로 접촉하는 부위에 형성하여 노약자의 낙상 등에 신속하게 대응할 수 있도록 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서를 포함하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류가 제공된다.
또한, 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서; 상기 감지된 압력 신호가 미리 설정된 임계값 이상인지를 판단하여 상기 임계값 이상인 경우에 상기 감지된 압력 신호를 출력하는 예비 판단부; 상기 예비 판단부를 통해 출력된 압력 신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환하고 상기 주파수영역으로 변환된 압력 신호에 대해 특징을 추출하는 신호 처리부; 상기 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴을 미리 저장된 표준 패턴과 비교하여 상기 바닥에 대한 낙상 여부를 판단하는 낙상 판단부; 및 상기 판단 결과에 따라 경보신호를 발생하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템이 제공된다.
본 발명은 단일층으로 직물 압력 센서를 제조하여 의류 두께를 줄일 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 직물 압력 센서들을 낙상이 발생할 때 접촉하는 부위에 형성하여 노약자의 낙상 등에 신속하게 대응할 수 있도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 압전 방식의 압력 센서를 나타내는 도면이다.
도 2와 도 3은 종래 기술에 따른 정전 방식의 압력 센서를 나타내는 도면이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4a와 도 4b의 직물 압력 센서의 내부 구성도이다.
도 6의 도 5의 직물 센서의 도선사를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 도전사를 이용한 일 실시예의 압력 측정이 가능한 직물의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전사를 이용한 압력 측정의 원리를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 6의 도전사를 이용한 다른 실시예의 압력 측정이 가능한 직물의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물 센서의 위사와 경사 사이에 형성되는 복수의 슬릿을 설명하기 위한 도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템의 구성도이다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 신호 전 처리부의 신호 처리과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 11 및 도 12의 신호 처리부의 압력 신호의 주파수영역 변환과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 11 및 도 12의 신호 처리부의 특징 추출과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙상 대응 방법을 도시한 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템의 구성도이다.
본 발명은 다양하게 응용할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려고 하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들 은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하 본 발명에 의한 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류 및 이를 이용한 낙상 대응 시스템을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 나타내는 도면이다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류(100)는 의류의 뒤면에 다수의 직물 압력 센서(110)가 구비되어 있음을 알 수 있다.
이러한 직물 압력 센서(110)는 낙상이 발생할 때 주로 접촉하는 의류 부위에 부착되어 있다.
이와 같은 직물 압력 센서(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 직물 센서(110-1), 통신부(110-2), 저장부(110-3), 배터리(110-4) 및 제어부(110-5)를 포함하고 있다.
먼저, 직물 센서(110-1)는 직물 센서(110-1)에 가해지는 압력을 수치화 된 값으로 측정할 수 있는 구성으로서, 도 6과 같은 도전사(110-10)가 도 7과 같이 경사 및 위사로 이용되어 제조되어 형성된다.
도 6을 참조하면, 일 실시예의 도전사(110-10)는 중심사(110-11)와, 중심사(110-11)의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 피복층(110-12)을 포함한다.
도전사(110-10)는 중심사(110-11)에 의해 전류의 통전이 가능한다. 중심사(110-11)는 합성섬유로 된 멀티필라멘트의 외면에 은 등의 도전성 금속으로 금속 도금되어 형성된 것이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이러한 중심사(110-11)는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 나일론, 폴리에스테르 등으로 된 합성섬유를 방사팩을 통해 멀티필라멘트로 방사한 후, 이를 도금처리하여 제조할 수 있다. 멀티필라멘트의 외면에 금속 도금처리하는 방법 역시 도전사 제조시 사용되는 통상의 도금방법을 그대로 적용할 수 있다. 중심사(110-11)의 단면 형상은 원형, 타원형 등이 모두 가능하며, 그 지름 역시 원단의 용도에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 20 내지 1,000 마이크로미터일 수 있다.
탄성 고분자 피복층(110-12)은 중심사(110-11)의 외면을 감싸도록 중심사(110-11)와 함께 압출성형하여 형성한다. 이러한 탄성 고분자 피복층(110-12)은 중심사(110-11)를 완전히 감싸면서 압출성형됨으로서 중심사(110-11)를 안정적으로 내부에 고정 및 지지하게 된다. 이러한 공정이 가능하도록 탄성 고분자 피복층(110-12)을 구성하는 고분자는 열가소성의 성질을 갖으면서 동시에 탄성을 갖고 있어야 하며 상대적으로 높은 저항을 가져야 한다. 여기서 상대적으로 높은 저항은 수Ω에서 수천Ω이다. 이와 같이 탄성 고분자 피복층(110-12)을 완전 절연체가 아닌 상대적으로 높은 저항을 갖도록 하는 이유는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 서로 교차하여 접촉하는 두 도전사(110-10)의 교차 지점의 압력을 측정하기 위함이다. 본 발명에서는 두 도전사(110-10)의 교차 지점에 압력이 가해질 때 발생하는 두 도전사(110-10) 사이의 정전 용량 또는 저항의 변화를 측정하여 압력 정도를 측정하는데, 탄성 고분자 피복층(110-12)을 완전 절연체로 할 경우 정전 용량 또는 저항의 변화를 측정할 수 없다.
바람직하게, 이러한 성질의 탄성 고분자 피복층(110-12)의 재료는 카본 입자가 분산된 엘라스토머이다. 탄성 고분자 피복층(110-12)의 피복 두께는 원단의 용도에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 10 내지 500 마이크로미터일 수 있다.
이러한 도전사(110-10)가 경사 및 위사로 이용되어 직물이 제조된다. 도 7은 도 6의 도전사를 이용한 일 실시예의 압력 측정이 가능한 직물의 평면도이다.
도 7을 참조하면, 직물은 도전사(111b)와 일반적인 고분자사(111a)를 포함하는 위사(111) 및, 도전사(112b)와 일반적인 고분자사(112a)를 포함하는 경사(112)로 제직된다. 즉, 일 실시예의 압력 측정이 가능한 직물에는, 일부 위사(111)에만 도전사(111b)가 이용되고 나머지 위사(111)는 일반적인 고분자사가 이용될 수 있고, 또한 일부 경사(112)에만 도전사(112b)가 이용되고 나머지 경사(112)는 일반적인 고분자사(112a)가 이용될 수 있다. 그러나 여기에 제한되는 것은 아니고 도전사가 모든 위사(111) 및 경사(112)에 이용될 수 있다. 압력을 측정할 부분에 경사(112)로 이용되는 도전사(112b)와 위사(111)로 이용되는 도전사(111b)의 교차점이 있도록 위사(111)와 경사(112)에 도전사를 적절히 배치하면 된다. 중요한 것은 위사(111)에는 적어도 하나의 도전사(111b)가 있어야 하고, 마찬가지로 경사(112)에도 적어도 하나의 도전사(112b)가 있어야 한다. 그래야 도전사(111b, 112b)의 교차점이 발생하기 때문이다. 위사(111) 및 경사(112)에서 이용되는 일반적인 고분자사(111a, 112a)는, 면사, 마사, 폴리에스테르사, 나일론사 등의 일반적인 고분자사가 이용될 수 있다. 도 7에서는, 직물이 평직으로 제직된 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 능직, 주자직 또는 이들의 변화조직으로 제직될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전사를 이용한 압력 측정의 원리를 설명하는 도면으로, 도 7의 A-A'선의 단면을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 직물에서 위사인 도전사(111b)와 경사인 도전사(112b)의 교차점에서는 두 도전사(111b, 112b)의 탄성 고분자 피복층(110-12)이 서로 접촉한다. 그리고 두 도전사(111b, 112b)에 전류를 인가한 상태에서 해당 교차점에 압력이 가해지면 탄성 고분자 피복층(110-12)의 두께는 압력에 비례해서 작아지고 따라서 전극의 역할을 하는 두 도전사(111b, 112b) 간의 거리(d)도 이에 비례하여 줄어들게 된다. 두 도전사(111b, 112b) 간의 거리(d)가 줄어들게 되면 두 도전사(111b, 112b) 사이의 정전 용량(capacitance)(C)은 그에 비례해서 커지게 된다. 일반적으로 정전용량(C)은 도체 사이의 전위차에 대한 총 전하량의 비율로서, 유전율(ε)과 전극의 단면적(S)에 비례하고 전극간의 거리(d)에 반비례한다. 본 발명의 도전사(111b, 112b)의 탄성 고분자 피복층(110-12)은 유전체의 역할을 하고 중심사(110-11)는 전극의 역할을 하여, 상기 교차점에 압력이 가해져 탄성 고분자 피복층(110-12)의 두께가 줄어들면 두 도전사(111b, 112b) 간의 거리(d)가 줄어들어 결국 두 중심사 사이의 정전 용량은 커진다.
도 8의 실시예에서는 정전 용량을 이용하여 압력을 측정하는 원리를 설명하였으나 여기에 제한되는 것은 아니며 저항 값을 이용하여 압력을 측정할 수 있다. 저항 값(R)은 물질의 고유 저항(ρ) 및 길이(ℓ)에 비례하고 단면적(A)에 반비례한다. 본 발명의 도전사(111b, 112b)의 중심사(110-11)에 전류를 흐르게 하면 탄성 고분자 피복층(110-12)이 저항의 역할을 하고, 상기 교차점에 압력이 가해져 탄성 고분자 피복층(110-12)의 두께가 줄어들면 두 도전사(111b, 112b) 간의 거리(d)가 줄어들어 결국 저항 물질의 길이(ℓ)가 줄어든 결과가 된다. 따라서 저항 값(R)도 줄어들게 된다. 이러한 압력 변화에 따른 저항 값(R)의 측정을 통해 압력 정도를 측정할 수 있다.
상기 도 7에 도시된 위사(111)와 경사(112)의 배열 구조는 의류에 직접 적용되는 직조되는 경우에도 의류를 두껍게 만들어 최근에 얇은 의류를 추구하는 추세에 부합하지 않는 측면이 있다. 또한, 직조방식이 너무 단조로워 원하는 문향등을 형성하기 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 9에 도시된 바와 같이 단층으로 직물 센서를 구성할 수 있다.
도 9는 도 6의 도전사를 이용한 다른 실시예의 압력 측정이 가능한 직물의 평면도이다.
도 9를 참조하면, 다수의 위사(220)와 다수의 경사(230)가 접촉 부위가 접착제를 통하여 부착되어 직물 센서(210)을 구성한다.
상기 위사(220)와 경사(230)는 도 6의 도선사와 동일하며 직조 방법이 접촉 부위를 접착제를 통하여 부착하는 점에서 차이가 있다.
본 실시예에서, 다수의 위사(220)와 경사(230)는 X-Y 좌표 평면으로 정의되는 2차원 평면에서 X 축 또는 Y 축 방향으로 서로 연결되며, 다수의 위사(220)와 경사(230)는 매우 좁은 폭을 갖는 복수의 슬릿(225)이 형성된다.
이를 다른 관점에서 설명하면, 각 단위 위사(220)와 경사(230)를 적어도 하나 포함하는 단위 감지 셀(Unit Sensing Cell)을 정의할 수 있다. 단위 감지 셀은 도 10에 도시된 바와 같이 사각형 형상을 가질 수 있으며, 그 내부에 하나 이상의 단위 위사(220)와 경사(230)를 포함한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물 센서의 위사와 경사 사이에 형성되는 복수의 슬릿을 설명하기 위한 도이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 복수의 슬릿(225)은 단위 감지 셀(240)을 정의하는 사각형 형상의 대각선이 교차하는 지점, 즉, 위사(220)와 경사(230)가 교차하는 교차점을 기준으로 사각형 형상의 꼭지점을 향해 연장되며, 사인 곡선의 형상을 가질 수 있다. 낮은 지름의 도전봉에 따른 터치 감지율을 높이기 위해 복수의 슬릿(225)의 사인 곡선 형상이 반파장의 사인 곡선인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사인 곡선 형상은 여러 주기가 반복되도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 슬릿(225)은 단위 감지 셀(240)에서 위사(220)와 경사(230)가 교차하는 교차점을 기준으로 점대칭되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 단위 감지 셀의 중심에서 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿을 90도 회전시킨 가상의 슬릿은, 상기 꼭지점과 인접한 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿과 일치하도록 형성된다.
이와 같이, X 축 및 Y 축 방향간 위사 및 경사 패턴의 동일성을 유지하면서, 단위 감지 셀(240)에 형성되는 복수의 슬릿의 영역을 높여, 감지 신호의 정전용량 변화량은 크게 유지하면서 보간성을 높일 수 있다. 또한, 정전용량 변화량의 최대값과 최소값의 차이를 나타내는 분해능이 향상되어, 잡음에 유리하다.
한편, 위에서 설명한 직물 센서(110-1, 210)가 의류(100)에 일부로 형성되거나 부착되거나, 삽입된 후 사용자가 의류(100)를 착용한 상태에서 움직이거나, 사용자의 자세가 변경되거나, 외부 객체에 앉거나 눕는 경우, 사용자 신체 또는 외부 객체에 의해 직물 센서(110-1, 210)에 대해 수직 방향으로 힘이 가해지게 된다.
그러면, 직물 센서(110-1, 210)는 직물 센서(110-1, 210)에 가해지는 힘과 직물 센서(110-1, 210)가 신축되는 변화(예: 직물 센서(110-1, 210)의 길이 변화)에 따른 저항 변화나 정정 용량의 변화를 감지할 수 있다.
이러한 저항 변화는 직물 센서(110-1, 210)에 흐르는 전류의 변화를 직물 센서(110-1, 210)가 자체적으로 감지하거나, 저항 또는 전류의 변화를 감지할 수 있는 별도의 센서를 더 포함함으로써 감지할 수 있다.
직물 센서(110-1, 210)는 감지된 저항 변화값을 제어부(110-5)에 제공할 수 있다.
통신부(110-2)는 직물 압력 센서(100), 센싱부(10) 간의 통신을 연결할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신부(110-2)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크에 연결되어 센싱부(10)와 통신할 수 있다.
저장부(110-3)는 직물 센서(110-1, 210) 또는 제어부(110-5)에서 생성되거나 수집된 정보를 일시적으로 또는 영구적으로 저장할 수 있다. 이러한 저장부(110-3)는 메모리, 버퍼 등으로 구현될 수 있다.
배터리(110-4)는 직물 압력 센서(100)에 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 이러한 배터리(110-4)는 대략 소형 또는 초소형으로 구현되며 직물 압력 센서(100)의 구성들과 전기적으로 연결된다. 이러한 배터리(110-4)는 제한된 용량을 가지는 형태 또는 전원 공급에 의해 충전될 수 있는 형태로 구현 가능하다.
제어부(110-5)는 직물 센서(110-1, 210)를 통해 수집된 정보를 기반으로 변경된 저항 변화 값을 확인하고 통신부(110-2)를 통해 센싱부(10)로 저항 변화 값을 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 통신부(110-2), 저장부(110-3), 배터리(110-4) 및 제어부(110-5)는 직물 센서(110-1, 210)에 포함되는 형태로 구성될 수 있다.
즉, 직물 센서(110-1, 210)에 내부에 직물 압력 센서(100)의 다른 구성들을 포함하는 하나의 모듈로 구현될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템(1a)의 구성도이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템(1a)은 센싱부(10), 신호 처리부(20), 낙상 판단부(30), 경보부(40), 저장부(50) 및 GPS부(55)를 포함한다. 이러한 센싱부(10), 신호 처리부(20), 낙상판단부(30), 경보부(40), 저장부(50) 및 GPS부(55)는 사용자 휴대 단말을 통하여 구현될 수도 있다.
센싱부(10)는 낙상이 발생할 때 주로 접촉하는 의류 부위에 부착된 직물 압력 센서들을 통해 압력 신호를 감지한다. 센싱부(10)에서 감지된 압력 신호는 신호 처리부(20)로 전송된다.
신호 처리부(20)는 센싱부(10)를 통해 감지된 압력 신호를 시간영역(time domain)에서 주파수영역(frequency domain)으로 변환하고 주파수영역으로 변환된 압력 신호에 대해 특징을 추출(feature extraction)한다. 이때 일실시예에 따르면 고속 푸리에 변환(Fast Fourier transform, FFT) 또는 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform,DFT)을 이용하여 압력 신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환할 수 있다.
신호 처리부(20)는 주파수영역으로 변환된 압력 신호의 특징을 추출하는데, 특징은 압력 신호가 가지고 있는 압력 신호 고유의 분별 가능한 측면(aspect), 양(quality) 또는 특성(characteristic)일 수 있다. 특징은 상징 기호 또는 수치적인 값이 될 수 있는데, 특징이 하나 이상의 수치 값을 가질 경우에는 특징 벡터(feature vector)라고 하는 d-차원의 열 벡터로 표현될 수 있다. 그리고 이러한 특징 벡터가 정의되는 d-차원의 공간을 특징 공간(feature space)이라고 한다. 그러므로 인식 대상이 되는 객체들은 특징 공간상에서 특징 벡터가 형성하는 점들로 표현된다. 특히, 특징 공간상에 표현된 점들로 표현된 특징들의 그림을 "분산 그림(scatter plot)"이라고 한다. 나아가 신호 처리부(20)는 추출된 특징을 분류할 수 있는데, 일 실시예에 따르면 비선형 분류기를 통해 특징을 분류할 수 있다. 비선형 분류기는 k 최근린법(k nearest neighbor), 뉴럴 네트워크(neural network) 등 지도학습(supervised learning) 기반 방법을 이용할 수 있다.
한편, 낙상 판단부(30)는 신호 처리부(20)를 통해 신호 처리되고 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴을 후술할 저장부(50)에 저장된 표준 패턴과 비교하여 바닥에 대한 낙상 여부를 판단한다.
여기서 패턴(pattern)은 감지된 신호의 특징(feature)을 모아놓은 집합에 해당된다. 특징과 패턴은 유사한 개념이지만 특징들이 모여서 패턴을 형성한다고 볼 수 있다. 패턴인식에서 패턴은 관측된 특징벡터 x와 이 특징 벡터가 속한 클래스 ω로 이루어진 변수 쌍 {x,ω}으로 표현될 수 있다. 여기서 클래스(class)는 카테고리(category), 그룹(group), 라벨(label)이라고도 하는데 같은 소스로부터 발생된 공통된 속성 혹은 특징 집합을 공유하는 패턴 집합을 의미한다.
낙상 판단부(30)는 저장부(50)에 저장된 표준 패턴을 입력 패턴과 비교하는 패턴 정합을 실행한다. 이때 압력 신호의 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴이 표준 패턴과 유사할 경우 압력을 감지하게 한 사용자가 낙상한 것으로 판단할 수 있다. 사용자는 모든 사람을 포함할 수 있으나, 특히 노인 등의 노약자를 그 대상으로 할 수 있다.
저장부(50)는 압력에 대한 표준 패턴을 저장한다. 이때 저장된 표준 패턴은 사용자 별 신체 특성 및 바닥의 매질 특성에 따라 다르게 설정된 패턴일 수 있다. 사용자 별 신체 특성은 사용자의 체중, 체지방, 키, 연령 또는 성별 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이는 사용자 별 신체 특성에 따라 낙상시 감지되는 압력 신호가 다르기 때문이며, 저장부(50)는 사용자 별 신체 특성에 따른 주파수 상관 관계를 저장하게 된다.
저장부(50)에 저장되는 표준 패턴은 사용자로부터 직접 키 입력될 수 있으며, 사용자의 환경 변화에 따라 수시로 업데이트될 수 있다. 또는 표준 패턴은 신체 표준에 해당되는 일반인들의 표준 데이터를 이용하여 설정될 수도 있다. 예를 들면, 신체 표준에 해당되는 마른 형, 표준 형, 비만 형 등의 기준에 따라 표준 패턴이 설정될 수 있다. 한편 바닥의 매질은 목재, 콘크리트, 석재 등 바닥을 구성할 수 있는 매질에 따라 그 표준 패턴을 다르게 설정할 수 있다. 이는 바닥의 매질에 따라 낙상을 판단하는 압력 신호가 다를 수 있기 때문이다. 또한 저장부(50)에는 낙상위치를 파악할 수 있도록 센서들의 설치맵이 포함될 수 있다.
상기 GPS부(55)는 사용자의 낙상 위치를 파악할 수 있도록 위치 정보를 제공한다.
한편, 경보부(40)는 낙상 판단부(30)의 판단 결과에 따라 경보신호를 발생한다. 즉, 낙상 판단부(30)의 판단 결과 사용자가 낙상한 것으로 판단할 경우 경보신호를 사용자의 위치 정보와 함께 외부로 발생할 수 있다. 경보부(40)의 경보신호 발생은 CDMA 전송 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 현재 또는 미래의 통신 수단을 모두 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템(1b)의 구성도이다. 도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템(1b)은 센싱부(10), 신호 처리부(20), 낙상 판단부(30), 경보부(40), 저장부(50) 및 GPS부(55)를 포함하며, 예비 판단부(60), 신호 전 처리부(22), 사후 판단부(70), 응급신호 전송부(80) 및 모니터링부(90) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 센싱부(10), 신호 처리부(20), 낙상 판단부(30), 경보부(40), 저장부(50) 및 GPS부(55)에 대한 상세한 설명은 도 11에서 전술하였으므로 생략한다.
응급신호 전송부(80)는, 경보부(40)를 통해 발생된 경보신호에 대해 미리 설정된 기간 내에 응답신호가 입력되지 않으면 위험을 알리는 응급신호를 발생시킨다. 이때 미리 설정된 기간 내의 응답신호는 유무선 형태의 리모콘을 통해 입력될 수 있다. 리모콘은 무선 형태일 경우 지그비 등의 통신수단을 이용하여 사용자가 휴대할 수 있는 형태로 구현되며, 유선 형태일 경우 실내의 벽면 등에 부착될 수 있으나 구현 형태 및 통신수단은 이에 한정되지 않는다. 또한 응급신호 전송부(80)를 통해 발생되는 응급신호는 지정된 병원 등의 응급처리 시설과 연결될 수 있는 신호 또는 사용자의 보호자와 연결될 수 있는 신호일 수 있다.
예비 판단부(60)는 센싱부(10)를 통해 감지된 압력 신호가 미리 설정된 임계값 이상인지를 판단하여 임계값 이상인 경우에 센싱부(10)를 통해 감지된 압력 신호를 신호 처리부(20)로 전송한다. 즉, 센싱부(10)를 통해 감지된 압력 신호를 바로 신호 처리부(20)로 전송하는 것이 아니라, 임계값 이상인 경우에만 신호 처리부(20)로 전송하도록 한다. 이에 따라 전력을 절감하고 낙상 감지의 처리속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 사후 판단부(70)는 낙상 판단부(30) 및 경보부(40) 사이에 위치하여, 낙상 판단부(30)를 통한 낙상 여부 판단 이후 미리 설정된 기간 동안의 압력 신호 감지 여부에 따라 낙상 여부를 다시 판단한다. 이때 낙상 판단부(30)가 사용자의 낙상을 1차적으로 판단하는 수단이라고 한다면, 사후 판단부(70)는 사용자의 낙상을 재차 판단하는 2차 판단 수단이라고 할 수 있다. 낙상 판단부(30)를 통한 낙상 여부 판단 이후 미리 설정된 기간 동안의 압력 신호를 감지하는 이유는 사용자가 낙상 이후 활동성(움직임)이 감지되는지를 판단하여 최종적으로 낙상 여부를 판단하기 위함이다. 여기서 미리 설정된 기간동안 압력 신호가 감지되지 않는다면 최종적으로 낙상으로 판단하여 경보부(40)를 통해 경보신호를 발생시키도록 제어한다.
신호 전처리부(22)는 센싱부(10)를 통해 감지된 압력 신호에 대해 잡음을 제거한다. 한편, 모니터링부(90)는 신호 처리부(20)를 통해 신호 처리된 입력 패턴을 모니터링하여 모니터링된 결과를 외부로 알린다. 이 경우 모니터링 프로그램을 통하여 사용자의 보호자 등이 사용자의 일상을 확인할 수 있다. 이에 따라 낙상 외의 사용자의 이상 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 신호 전 처리부의 신호 처리과정을 설명하기 위한 참조도이다.
압력 신호를 감지하는 센서는 노이즈의 영향을 받으며 이러한 노이즈는 도 13a와 같은 형태로 나타날 수 있다.
만약 노이즈가 압력에 영향을 준다면 압력 자체의 패턴은 노이즈의 영향으로 변할 수 있다. 이러한 변화는 압력 패턴을 분류할 때 불리하게 작용하게 된다. 도 13b를 참조하면 노이즈는 일반적으로 저주파 형태로 나타나며 주파수 대역은 대부분 6Hz 미만에 분포하고 있음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 전술한 노이즈의 영향을 제거하기 위하여 고역 필터(High-pass filter) 또는 대역필터(Band-pass filter)를 사용한다. 고역 필터(high-pass filter)는 저주파 측의 신호를 감쇠함으로써 지정한 주파수보다 높은 주파수만을 통과시키는 필터이다. 또한 대역 필터(Band-pass filter)는 특정 범위의 주파수에 존재하는 신호는 통과시키고 이 범위를 벗어난 신호는 제거하는 필터이다.
도 13c는 일 실시예에 따라 컷오프(Cut-off) 주파수가 6Hz인 고역 필터를 보여주며 도 13d는 도 13b의 신호에 대해 일 실시예에 따른 고역 필터를 사용한 후의 결과를 보여준다. 도 13d를 참조하면 고역 필터를 사용함으로써 진폭에 영향이 큰 노이즈도 제거될 수 있음을 알 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 11 및 도 12의 신호 처리부의 압력 신호의 주파수영역 변환과정을 설명하기 위한 참조도이다.
도 14a는 서로 다른 시간대에서 낙상 실험을 했을 때 얻어진 마네킹 낙상 데이터를 표시한다. 도 14a를 참조하면, 두 데이터의 패턴은 비슷하지만 시간영역에서의 패턴의 위치에 차이가 있다. 시간영역에서 두 개의 패턴을 매칭하려면 두 신호를 동일 시간대에 발생하도록 정확하게 매핑하여야만 매칭이 가능하다. 그러나 시간 영역에서 두 신호를 동일 시간대에 발생하도록 정확하게 매핑하는 것은 패턴 인식 이상의 어려움이 있다.
시간영역의 신호를 주파수영역으로 변환했을 때 동일한 특성을 갖는 신호는 주파수영역에서 동일한 위치에 있게 되므로 서로 다른 시간대에 취득한 신호의 매핑 문제를 해결할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 시간영역의 신호를 주파수영역으로 변환할 수 있다. 도 14b는 도 14a에 도시된 신호를 FFT 했을 때의 결과를 나타낸다. 도 14b를 참조하면 비슷한 패턴들이 동일 주파수 영역에 밀집되어 있음을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 11 및 도 12의 신호 처리부의 특징 추출과정을 설명하기 위한 참조도이다.
압력 신호를 주파수영역으로 변환한 후 주파수 영역의 데이터들은 패턴 인식을 함에 있어서 특징으로 사용된다.
특징공간의 차원이 높으면 서로 비슷한 정보가 많아지고, 정보들 사이의 상관이 높아져 정확한 식별을 하기 어렵다. 또한, 차원의 증가는 차원의 유해로움(curse of dimensionality)과 SSS(small sample size) 문제를 야기시킨다. 이러한 이유에서 패턴의 차원 축소와 특징 추출은 보다 정확한 식별을 위하여 필수적이다. 도 14b를 참조하면 주파수 영역의 데이터들은 패턴을 구분함에 있어서 유용한 정보가 0~50Hz 사이에 분포되어 있음을 알수 있다. 일 실시예에 따르면 낙상 데이터에 4096 포인트 FFT를 한 후의 주파수 영역 데이터에서 처음 256개의 데이터를 특징으로 추출하여 패턴 인식에 사용한다(주파수 범위: 0~62.5 Hz *유용한 정보를 가지고 있는 최대 주파수 범위*). 도 15는 특징으로 추출한 256개의 데이터를 보여준다. 그러나 전술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예일 뿐 이 외의 다양한 실시예가 가능하다.
한편, 특징 추출 과정에서 추출된 특징들은 분류기를 통하여 분류될 수 있다. 예를 들면, 특징 추출 과정에서 추출된 특징들은 256개의 데이터를 갖고 있으며 이는 256 차원의 특징 공간에서 하나의 점으로 표시된다. 특징공간에 분류하려고 하는 특징과 비슷한 다른 종류의 특징들이 존재할 때, 그 결정영역(decision region)은 일반적으로 비선형의 특성을 가지므로 선형 분류기로 분류를 하면 많은 오인식이 발생하게 된다. 본 발명의 일 실시예 따르면 비선형 분류기의 일종인 k 최근린법(k nearest neighbor,이하 KNN) 분류기를 사용하여 패턴을 분류할 수 있다. 최소거리 식별법인 KNN 분류기는 입력되는 패턴과 가장 가까운 k개의 표준 패턴을 선정하고 다수결 원칙을 적용하는 방식으로 패턴을 분류한다. KNN 분류기는 그 구조가 단순하고, 표준 패턴의 결정영역이 중첩되어 있는 패턴 분류에서도 높은 분류성능을 보인다. 또한 일 실시예에 따르면 특징 추출 과정에서 추출된 특징들은 뉴럴 네트워크(neural network)를 포함한 지도학습(supervised learning) 기반 방법을 통하여 분류될 수 있다. 뉴럴 네트워크는 인공신경망이라도 불리우며, 일 실시예에 따르면 선형 분리가 불가능한 상황에서의 패턴인식에 적용될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙상 대응 방법을 도시한 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 낙상이 발생할 때 주로 접촉하는 의류 부위에 부착된 직물 압력 센서들을 통해 압력 신호를 감지한다(S100). 이어서 감지된 압력 신호를 신호 처리하는데, 압력신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환하고 주파수영역으로 변환된 압력신호에 대해 특징을 추출한다(S110). 이어서 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴을 미리 저장된 표준 패턴과 비교하여 바닥에 대한 낙상 여부를 판단한다(S120). 그리고, 판단 결과에 따라 경보신호를 발생한다(S130).
나아가, 경보신호 발생 단계(S130)에서 발생된 경보신호에 대해 미리 설정된 기간 내에 응답신호가 입력되지 않으면 위험을 알리는 응급신호를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 미리 설정된 기간 내의 응답신호는 유무선 형태의 리모콘을 통해 입력될 수 있다. 나아가 신호 처리 단계(S110) 이전에, 감지된 압력신호가 미리 설정된 임계값 이상인지를 판단하여 임계값 이상인 경우에 신호를 처리하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 낙상 여부 판단 단계(S120)와 경보신호 발생 단계(S130) 사이에, 낙상 여부 판단 이후 미리 설정된 기간 동안의 압력 신호 감지 여부에 따라 낙상 여부를 다시 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 신호 처리 단계(S110)를 통해 신호 처리된 입력패턴, 낙상 여부 판단 단계(S120)에 의한 판단 결과, 경보신호 발생 단계(S130)에서 발생된 경보신호, 미리 저장된 사용자특성, 낙상이력, 낙상발생 지점 등을 알리는 모니터링 단계를 더 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템의 구성도이다.
도 17을 참조하면, 직물 압력 센서들에서 감지된 압력들이 사용자 단말(1000)로 전송되고, 사용자 단말(1000)은 이를 근거로 낙상 여부를 판단하여 판단 결과를 관리 서버(2000)로 전송하며 보호자 단말(3000)로 전송한다.
여기에서, 사용자 단말(1000)은 도 11과 도 12에 구성된 센싱부(10), 신호 처리부(20), 낙상 판단부(30), 경보부(40), 저장부(50) 및 GPS부(55)를 포함하며, 예비 판단부(60), 신호 전 처리부(22), 사후 판단부(70), 응급신호 전송부(80) 및 모니터링부(90) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 사용자 단말(1000)를 통해 사용자가 착용한 의류에 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력에 따라 사용자의 낙상 정보를 생성한다.
관리 서버(2000)는 사용자 단말(1000)와 네트워크로 연결되어 사용자 단말(1000)로부터 수신된 정보를 기반으로 사용자의 낙상 정보를 생성한다. 이러한 관리 서버(2000)는 사용자의 낙상 정보를 생성하도록 집약적인 기능을 수행하는 장치 또는 프로그램이며, 네트워크를 통해 보호자 단말(3000)과 통신 가능하다. 도시되어있지 않으나, 관리 서버(2000)는 기능 수행을 위한 통신 인터페이스(예: 유선/무선 통신 모듈), 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다.
보호자 단말(3000)은 의류 착용자의 보호자가 사용하는 컴퓨팅 장치로서, 사용자가 휴대함으로써 이동되거나 특정 장소에 설치될 수 있다. 한정되지 않는 예로서, 보호자 단말(3000)은 예컨대, 스마트폰, 테블릿, PC, 데스크탑, 노트북 또는 웨어러블 디바이스일 수 있으나 본 발명에서 관련될 수 있는 다양한 형태의 전자 장치로 구현될 수 있다.
사용자 단말(1000)은 낙상 정보를 보호자 단말(3000)로 전송하여 필요한 조치를 수행할 수 있도록 한다.
본 발명은 단일층으로 직물 압력 센서를 제조하여 의류 두께를 줄일 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 직물 압력 센서들을 낙상이 발생할 때 주로 접촉하는 부위에 형성하여 노약자의 낙상 등에 신속하게 대응할 수 있도록 한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 의류 110 : 직물 압력 센서
110-1 : 직물 센서 110-2 : 통신부
110-3 : 저장부 110-4 : 배터리
110-5 : 제어부 1000 : 사용자 단말
2000 : 관리 서버 3000 : 보호자 단말

Claims (15)

  1. 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서를 포함하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  2. 청구항 1항에 있어서
    상기 다수의 직물 압력 센서는 상기 의류가 생산되는 과정에서 상기 의류에 내장되도록 원단과 함께 구성되는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  3. 청구항 1항에 있어서
    상기 다수의 직물 압력 센서는 의류가 생산된 이후 의류에 부착된 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  4. 청구항 1항에 있어서
    상기 직물 압력 센서는
    지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 직물 센서;
    상기 직물 센서에 전원을 공급하는 배터리; 및
    상기 직물 센서 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되며, 상기 직물 센서에 가해지는 힘에 의해 상기 직물 센서에서 감지되는 저항 변화 값을 확인하고, 확인된 저항 변화 값을 기반으로 상기 직물 센서에 가해지는 힘의 압력 값을 측정하는 제어부를 포함하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  5. 청구항 4항에 있어서
    상기 직물 센서는
    도전사를 적어도 하나 이상 포함하는 다수의 위사; 및
    상기 도전사를 적어도 하나 이상 포함하는 다수의 경사를 포함하고,
    상기 도전사는,
    전류의 통전이 가능한 중심사; 및
    상기 중심사의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 피복층을 포함하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  6. 청구항 5항에 있어서
    상기 직물 센서는
    상기 위사에 포함된 도전사와 상기 경사에 포함된 도전사가 교차하는 교차점에 압력이 가해짐에 따라 상기 탄성 고분자 피복층의 두께가 변하고, 그 두께의 변화에 따라 상기 위사에 포함된 도전사의 중심사와 상기 경사에 포함된 도전사의 중심사 사이의 정전 용량 또는 저항값이 변하는 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  7. 청구항 5항에 있어서
    상기 직물 센서는
    각 단위 위사와 경사를 적어도 하나 포함하는 단위 감지 셀(Unit Sensing Cell)을 정의할 수 있고, 단위 감지 셀은 사각형 형상을 가지는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  8. 청구항 7항에 있어서
    상기 직물 센서는 상기 단위 감지 셀의 중심에서 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿을 90도 회전시킨 가상의 슬릿은, 상기 꼭지점과 인접한 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿과 일치하도록 형성되는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  9. 청구항 7항에 있어서
    상기 직물 센서는 상기 다수의 위사와 상기 다수의 경사가 교차하는 교차점에서 상기 단위 감지 셀의 꼭짓점에 이르는 방향으로, 사인 곡선 형상을 갖는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류.
  10. 낙상이 발생할 때 지면과 접촉하는 의류 부위에 배치되어 있으며, 지면과 접촉할 때에 압력을 측정하여 출력하는 다수의 직물 압력 센서;
    상기 감지된 압력 신호가 미리 설정된 임계값 이상인지를 판단하여 상기 임계값 이상인 경우에 상기 감지된 압력 신호를 출력하는 예비 판단부;
    상기 예비 판단부를 통해 출력된 압력 신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환하고 상기 주파수영역으로 변환된 압력 신호에 대해 특징을 추출하는 신호 처리부;
    상기 추출된 특징에 해당되는 입력 패턴을 미리 저장된 표준 패턴과 비교하여 상기 바닥에 대한 낙상 여부를 판단하는 낙상 판단부;
    낙상 위치를 파악할 수 있도록 위치 정보를 제공하는 GPS부; 및
    상기 판단 결과에 따라 위치 정보가 포함된 경보신호를 발생하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
  11. 청구항 10항에 있어서
    상기 경보부를 통해 발생된 경보신호에 대해 미리 설정된 기간 내에 응답신호가 입력되지 않으면 위험을 알리는 응급신호를 발생시키는 응급신호 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
  12. 청구항 10항에 있어서
    상기 미리 저장된 표준 패턴은 사용자 별 신체 특성 및 상기 바닥의 매질 특성에 따라 다르게 설정된 패턴인 것을 특징으로 하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
  13. 청구항 10항에 있어서
    상기 예비 판단부, 신호 처리부, 낙상 판단부, 경보부 및 GPS부는 사용자 단말에 구현되며, 상기 사용자 단말은 낙상 정보를 관리 서버로 전송하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
  14. 청구항 10항에 있어서
    상기 예비 판단부, 신호 처리부, 낙상 판단부, 경보부 및 GPS부는 사용자 단말에 구현되며, 상기 사용자 단말은 낙상 정보를 보호자 단말로 전송하는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
  15. 청구항 10항에 있어서
    상기 직물 압력 센서는
    도전사를 적어도 하나 이상 포함하는 다수의 위사; 및
    상기 도전사를 적어도 하나 이상 포함하는 다수의 경사를 포함하는 직물 센서를 포함하며,
    상기 직물 센서는
    각 단위 위사와 경사를 적어도 하나 포함하는 단위 감지 셀(Unit Sensing Cell)을 정의할 수 있고, 단위 감지 셀은 사각형 형상을 가지며, 상기 단위 감지 셀의 중심에서 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿을 90도 회전시킨 가상의 슬릿은, 상기 꼭지점과 인접한 꼭지점에 이르는 방향으로 형성된 슬릿과 일치하도록 형성되는 직물 압력 센서가 구비된 스마트 의류를 이용한 낙상 대응 시스템.
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